从大脑到骨头，从心脏到皮肤
——类器官的“修复地图”全盘点
文章题目：Organoids for tissue repair and regeneration
研究团队：Biao Yu, Dongyang Zhou, Fuxiao Wang 为本文共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金（82230071、82172098、82472156）、上海市科学技术委员会项目（23141900600）、上海市自然科学基金（22ZR1423400）、福建省自然科学基金（2024J08122）、上海大学研究生院工程师创新基金（2025GCE3-15）及上海大学医学院交叉学科与新医药研究生创新基金的经费支持；
期刊：Materials Today Bio
影响因子（2024 JCR）：8.2
发表时间：2025年
DOI：10.1016/j.mtbio.2025.102013
文献链接：
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12226387/
研究内容
这篇综述系统总结了类器官在全身多组织（脑、心、肝、肠、骨、软骨、皮肤、视网膜、肺、肾、肌肉、子宫内膜、甲状腺等）损伤修复与再生中的应用进展，并重点强调了细胞因子（Wnt、BMP、FGF、TGF-β、IL-1β、VEGF等）在类器官构建、分化、移植和功能成熟中的核心调控作用。
关键词：肾脏类器官、人多能干细胞、定向分化
研究目的
本文是一篇综述，旨在：
✅️ 系统梳理类器官在不同类型组织修复中的研究进展；
✅️ 总结类器官的构建策略和培养技术；
✅️ 探讨类器官移植的修复机制和临床转化潜力；
✅️ 强调细胞因子在类器官全过程中的指挥作用；
什么是类器官
类器官：类器官不是真正的器官，而是干细胞在3D培养条件下自己组织形成的细胞团，能模拟真实器官的结构和部分功能。
类器官的类型包括但不限于脑类器官、视网膜类器官、心脏类器官、肠类器官、骨类器官和皮肤类器官。类器官衍生物主要包括类器官来源的细胞和细胞外囊泡。
类器官培养的关键技术
通过激活或抑制适当的信号通路，将多能干细胞分化为不同的类器官。多能干细胞包括源自早期胚胎的ESC和通过体细胞重编程获得的iPSC。上图列出了研究中不同类器官构建过程中激活或抑制的信号通路，绿色代表激活，红色代表抑制。
通过激活或抑制适当的信号通路，ASC 分化为不同的类器官。 ASC 起源于各种器官或组织。由于它们的干性有限，它们只能根据适当底物上适当信号通路的激活或抑制来分化成相应的类器官。上图列出了构建不同类器官的研究中激活或抑制的信号通路，绿色代表激活，红色代表抑制。
类器官修复的三种策略
直接移植器官
方式：整个类器官植入缺损部位；
优势：结构完整，功能模拟度高。
类器官来源细胞ODCs
方式：提取特定细胞（如感光细胞、卫星细胞）移植；
优势：靶向性强，适合特定细胞替代；
类器官来源细胞外囊泡OEVs
方式：注射含miRNA/生长因子的小囊泡；
优势：无细胞、低免疫原性、可工程化改造；
研究结论与展望
结论
✅️ 类器官能有效修复多种组织损伤，在动物模型中已取得显著效果；
✅️ 类器官的修复机制包括：结构替代、细胞补充、旁分泌调控（EVs）；
✅️ 细胞因子是类器官构建和功能成熟的“指挥信号”，时空特异性调控是关键；
✅️ 类器官来源的细胞（ODCs） 和细胞外囊泡（OEVs） 提供了“无细胞治疗”新策略。
展望
✅️ AI优化：深度学习预测最佳细胞因子组合和培养条件；
✅️ 基因编辑：CRISPR修复患者突变，构建“自体”类器官；
✅️ 4D打印：智能支架响应环境信号（如炎症因子）动态释放修复因子；
✅️ 多器官芯片：连接多个类器官，模拟全身药物代谢和疾病进展；
✅️ 工程化OEVs：表面修饰靶向分子，携带特定miRNA/蛋白穿越血脑屏障。
同一信号，不同命运——TGF-β的典型案例
脑类器官
对TGF-β的处理：抑制；
原因：防止纤维化，促进神经分化；
软骨类器官
对TGF-β的处理：激活；
原因：促进软骨基质合成；
肠道类器官
对TGF-β的处理：激活；
原因：诱导再生状态，增强定植；