随着多学科合作的推进以及技术进步，其在环境毒理学领域的应用将发挥更关键的作用。类器官是一种依据干细胞或组织特异性祖细胞构建的三维培养模型，在适宜的生长因子和微环境条件下，这些细胞可凭借自我更新与自组织机制形成在形态结构以及生理功能上都类似于真实器官的微型仿生单元，一般使用于类器官构建的细胞类型有胚胎干细胞、诱导多能干细胞以及成体干细胞，其依靠基质胶等三维支架的支撑以及特定信号通路的调控，逐渐分化并组织成具有特定空间结构和生理功能的细胞聚集体即为类器官。不同于传统二维细胞培养，类器官的形成依赖于干细胞自身的组织能力，在三维培养环境下能保持细胞极性、促进细胞外基质分泌，并且依靠细胞间相互作用形成复杂空间结构更真实地模拟体内生理状况。
 

典型如肠道类器官，其构建一般起始于肠道干细胞的分离和培养，这些细胞可在富含表皮生长因子、Noggin和R-spondin蛋白等关键因子的培养基中增殖和分化。随着培养进程的推进，类器官逐渐形成肠绒毛样结构与隐窝样区域的复杂形态，不同类型的肠道细胞开始出现，如吸收性肠上皮细胞、黏液分泌杯状细胞、潘氏细胞等具有不同功能性的细胞。类器官的主要优势体现在其高度仿生特性和广泛的应用前景。
 

该模型能够在体外重现组织三维结构与多种细胞类型的相互作用，由此可见在生理相关性方面它显著优于传统二维细胞培养体系。聚焦在利用患者来源的诱导多能干细胞或成体干细胞构建个体化类器官，以肿瘤类器官为例，其有助于研究人群差异性与个体对药物的敏感程度，为个性化癌症治疗提供技术支撑。部分类器官如肝、胰腺类器官具备体外长期稳定扩增能力，其人肝类器官可经多次传代仍保持功能特性，为环境污染物的持续毒性评价与重复实验研究提供稳定材料。
 

出自《类器官和器官芯片在环境毒理学研究中的应用》作者马萍，杨旭 。