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方法与工具Nature Protocols · 类器官技术教程与综述

教程：利用类器官技术探究生物学问题

Tutorial: interrogating biology using organoid technologies.

一句话介绍类器官技术与实验方案，梳理其在生物学和转化研究中的应用及模型选择。

研究问题

如何根据生物学或转化/临床问题选择和应用类器官技术？不同来源与组织类型的类器官能够支持哪些研究情境？

分析流程

  1. 1应用梳理：概述类器官技术及实验方案在细胞命运、细胞相互作用、遗传性疾病、物种演化和转化/临床问题中的应用。
  2. 2代表模型介绍：聚焦成体干细胞来源的肠道类器官与人多能干细胞来源的脑类器官，呈现不同模型的特征与研究情境。
  3. 3模型范围扩展：针对上述模型不支持的应用，讨论其他组织来源的类器官。
  4. 4发展方向梳理：概述当前挑战及有望影响未来方向的新兴创新。

关键方法与工具

adult stem cell-derived intestinal organoids
展示肠道类器官应用
human pluripotent stem cell-derived brain organoids
展示脑类器官应用

设计思路

本教程以特征不同的肠道和脑类器官为代表，组织对模型、组织类型及研究情境的介绍；再以其他组织来源的类器官补充其应用范围，体现按研究问题选择模型的思路。

主要发现

  • 类器官的自组织能力与可精确操控性，使其能够补充传统细胞培养和体内模型。
  • 教程涵盖细胞命运决定、细胞与细胞或微生物的相互作用、遗传性疾病、物种演化及转化/临床问题等应用。
  • 成体干细胞来源的肠道类器官与人多能干细胞来源的脑类器官具有不同特征，不能覆盖的应用需考虑其他组织来源的类器官。

可借鉴之处

  • 可借鉴本文按研究问题组织模型应用的方式，先明确课题涉及细胞命运、相互作用还是疾病问题，再选择相应的类器官体系。
  • 可借鉴本文以不同特征的代表模型并列介绍、再补充其他组织模型的框架，避免将单一类器官体系用于其不支持的研究情境。

数据与代码

摘要和已读取的内容里没有说明，请查看原文的数据可得性声明。

局限

  • 本文为技术教程与综述，而非针对某一生物学或临床问题开展的原始验证研究。

摘要（中文翻译）

类器官为研究基础生物学提供了一个多用途平台，可补充传统细胞培养和体内模型。其独特特征，如自组织能力及可进行精确操控，使研究者在组织稳态、发育和疾病领域取得了重要发现。本教程概述了类器官技术及实验方案的广泛应用，从研究细胞命运决定、细胞与细胞或细胞与微生物之间的相互作用，到研究遗传性疾病、物种演化以及转化/临床问题。我们聚焦于成体干细胞来源的肠道类器官和人多能干细胞来源的脑类器官，重点介绍这些具有不同特征的模型，它们共同反映了更广泛的类器官系统、组织类型和研究情境。对于这些模型不支持的应用，我们讨论了其他组织来源的类器官。我们还概述了该领域当前面临的挑战，并重点介绍了有望塑造未来发展方向的新兴创新。

英文原文摘要

Organoids provide a versatile platform for studying fundamental biology, complementing traditional cell culture and in vivo models. Their unique features, such as self-organization and the possibility for their precise manipulation, have enabled key discoveries in tissue homeostasis, development and disease. This tutorial presents an overview of organoid technologies and protocols across a broad spectrum of applications, from investigating cell fate decisions and cell-cell or cell-microbe interactions to the study of genetic diseases, species evolution and translational/clinical questions. By focusing on adult stem cell-derived intestinal and human pluripotent stem cell-derived brain organoids, we highlight models with distinct characteristics that together reflect the broader spectrum of organoid systems, tissue types and research contexts. For applications not supported by these models, we discuss organoids derived from other tissues. We also outline current challenges in the field and highlight emerging innovations that are promising to shape future directions.

摘要来自 PubMed。翻译与解读由模型根据摘要生成，可能有误，不构成诊疗建议；数据以原文为准，版权归原出版方所有。