01類器官簡介

類器官（Organoids）指利用成體干細(xì)胞或多能干細(xì)胞進(jìn)行體外三維（3D）培養(yǎng)而形成的具有一定空間結(jié)構(gòu)的組織類似物。盡管，類器官并不是真正意義上的人體器官，但能在結(jié)構(gòu)和功能上模擬真實(shí)器官，能夠最大程度地模擬體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)和功能，并能夠長期穩(wěn)定傳代培養(yǎng)（因此也被稱為“微型器官”）。

相比傳統(tǒng)的二維培養(yǎng)模型，類器官代表著一種能夠概括整個生物體生理過程的創(chuàng)新技術(shù)，具有更接近生理細(xì)胞組成和行為、更穩(wěn)定的基因組、更適合于生物轉(zhuǎn)染和高通量篩選等優(yōu)勢。而與動物模型相比，類器官模型的操作更簡單，還能用于研究疾病發(fā)生和發(fā)展等機(jī)理。因而在器官發(fā)育、精準(zhǔn)醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)、藥物篩選、基因編輯、疾病建模等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。2013年，類器官被《科學(xué)》雜志評為年度十大技術(shù)。

02類器官構(gòu)建方法

（1）從原代組織產(chǎn)生

類器官可以從原代組織中產(chǎn)生，把原生組織切成小塊，再進(jìn)一步分解消化成單個細(xì)胞, 并進(jìn)行流式細(xì)胞分選以富集干細(xì)胞。類器官向所需的胚系進(jìn)行定向分化，聚集產(chǎn)生浮動的球狀體，隨后被嵌入細(xì)胞外基質(zhì)開始類器官培養(yǎng)。

（2）3D生物打印

生物3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞和生物材料的精準(zhǔn)空間排列，易于快速構(gòu)建大尺寸（厘米級）含細(xì)胞外基質(zhì)的仿生組織結(jié)構(gòu)。

（3）器官芯片

微流控芯片上的人體微生理系統(tǒng)，由可控的微型化生理環(huán)境組成（微生理系統(tǒng)，Microphysiological systems, MPS），包含一個或多個組織特定功能的單元。其目的是在體外更準(zhǔn)確地復(fù)制人體生理學(xué)，在給藥后快速獲得轉(zhuǎn)化相關(guān)性數(shù)據(jù)，用于評估人體給藥效果。

03活細(xì)胞掃描分析儀在類器官研究中的應(yīng)用

類器官研究在以下諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

發(fā)育機(jī)制研究

- 實(shí)時觀測發(fā)育過程：類器官的形成是細(xì)胞增殖、分化和自組織的復(fù)雜過程，活細(xì)胞成像儀可實(shí)時觀察這一過程，如在腦類器官培養(yǎng)中，能記錄其不同時間點(diǎn)的生長和折疊情況。

- 研究細(xì)胞命運(yùn)決定：通過對類器官中細(xì)胞的長期動態(tài)觀察，追蹤細(xì)胞的分裂、分化軌跡，了解細(xì)胞在發(fā)育過程中如何決定其命運(yùn)，分化為不同的細(xì)胞類型。

疾病模型研究

- 模擬致病過程：可以構(gòu)建各種疾病的類器官模型，如腫瘤、神經(jīng)退行性疾病等，利用活細(xì)胞成像儀實(shí)時觀察疾病發(fā)生發(fā)展過程中細(xì)胞的異常行為，如癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移、神經(jīng)元的退行性變化等。

- 藥物篩選和評價：在藥物篩選過程中，活細(xì)胞成像儀可實(shí)時觀察藥物對類器官細(xì)胞的作用效果，如細(xì)胞的增殖、凋亡情況等，快速篩選出具有潛在治療效果的藥物，并評估藥物的毒性和安全性。

細(xì)胞間相互作用研究

- 研究細(xì)胞通訊：類器官內(nèi)細(xì)胞間存在著復(fù)雜的相互作用和通訊，活細(xì)胞成像儀結(jié)合熒光標(biāo)記等技術(shù)，可觀察細(xì)胞間信號分子的傳遞、細(xì)胞間的直接接觸等，了解細(xì)胞間通訊的機(jī)制和動態(tài)過程。

- 研究免疫細(xì)胞與類器官的相互作用：在免疫相關(guān)疾病的研究中，可觀察免疫細(xì)胞如T細(xì)胞、B細(xì)胞等與類器官細(xì)胞的相互作用，包括免疫細(xì)胞的識別、攻擊和免疫調(diào)節(jié)等過程。

再生醫(yī)學(xué)研究

- 評估再生效果：在利用類器官進(jìn)行再生醫(yī)學(xué)研究時，活細(xì)胞成像儀可實(shí)時觀察類器官與宿主組織的融合、整合過程，以及類器官在體內(nèi)的存活、生長和功能恢復(fù)情況，評估再生治療的效果。

- 優(yōu)化培養(yǎng)條件：通過對類器官培養(yǎng)過程的實(shí)時監(jiān)測，觀察不同培養(yǎng)條件下類器官的生長狀態(tài)、細(xì)胞活力等，優(yōu)化類器官的培養(yǎng)條件，提高類器官的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

類器官的研究過程需要實(shí)時監(jiān)控類器官的生長狀態(tài)；類器官體積又比較大，顯微鏡的單個視野無法滿足對于類器官的全面觀察，因此需要對類器官樣品進(jìn)行掃描拼接，此外還需要Z-stack的功能來提升類器官的多焦面成像；此外類器官實(shí)驗(yàn)由于培養(yǎng)成本（和普通的細(xì)胞培養(yǎng)相比）相對較高，因此對設(shè)備的自動化以及穩(wěn)定性有比較高的要求。

廣州市明美光電技術(shù)有限公司研發(fā)的重磅新品活細(xì)胞掃描成像儀MCS31，具備明場、相差、熒光（三色熒光）多種觀察方式，可選配兩個物鏡自由電動切換，高精度XYZ位移平臺，自動對焦，支持多種培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)皿、孔板等細(xì)胞培養(yǎng)耗材。可實(shí)現(xiàn)對類器官的整體全方位高清觀察和分析。

同時軟件支持外網(wǎng)控制、郵件提醒、遠(yuǎn)程控制包含燈光控制、相機(jī)控制、拍照、錄像、延時攝影等。此外還有多種分析功能，細(xì)胞匯合度、劃痕實(shí)驗(yàn)等。極大簡化您的工作流程，大大提高類器官研究的效率。

明美活細(xì)胞掃描成像儀MCS31在類器官研究方面應(yīng)用的優(yōu)勢如下：

1. 625nm紅光對應(yīng)明場/相差成像，頻閃照明方式，有效的保護(hù)類器官；

2. 真正相差光路，確保高清晰類器官成像；明場/相差光路切換，滿足不同樣品的最佳觀察方式。

3. 配置三色熒光（UV/B/G），滿足類器官各種熒光標(biāo)記和熒光表達(dá)；

4. 適配6-384不同規(guī)格的孔板以及培養(yǎng)瓶和培養(yǎng)皿等，大大提升了類器官實(shí)驗(yàn)的效率；

5. XYZ電動平臺高精度，Z軸可以精確到0.1um，實(shí)現(xiàn)精確掃描，而Z-Stack功能提升了類器官多焦面成像的清晰度；

6. 使用進(jìn)口相差熒光物鏡（4X/10X/20X可選），雙物鏡配置，電動切換，成像效果更加清晰立體，可直接生成類器官高清延時視頻；

7. 公司在顯微鏡行業(yè)有20多年沉淀，也可以為客戶提供個性化的類器官觀察分析的定制方案（包括類器官分析軟件）。