类器官是由多能干细胞或祖细胞进行体外3D培养形成的组织类似物，与器官拥有类似的空间组织结构并能够重现部分生物学功能。类器官的构建过程依赖于干细胞的分化潜能及细胞间的自组装能力，是PSC在再生医学中的重要应用之一。研究发现Lgr5+肠道干细胞能够在体外增殖并自组装形成具有隐窝-绒毛结构的3D-小肠组织，这是类器官领域的重大突破。随后，基于ESC来源的小肠类器官、结肠类器官的体外分化方案也逐步建立。
 

2014年，McCracken构建的胃脏类器官不仅含有Lgr5+细胞、胃窦粘膜细胞以及多种内分泌细胞，而且能够形成原始胃腺样组织结构。除此之外，由多能干细胞或成体祖细胞来源的大脑类器官、肝脏类器官、肾脏类器官、胰腺类器官、心脏类器官、肺脏类器官体外分化体系也逐步建立，为疾病模拟、药物筛选、发育机制研究提供了新的研究方法。随着系统生物学研究的逐步深入，机体多组织器官之间的互作交流也逐渐突显出其重要性。但是目前为止，对器官发生过程中多器官之间协同互作机制的研究少之又少。2019年的一项研究发现，从人多能干细胞分化出来的前后肠道球体之间的边界相互作用能够体外再现肝胆胰类器官的早期形态发生事件。
 

出自《合成生物学在干细胞工程化改造中的研究进展》作者:蔡冰玉，谭象天，李伟。