北京正规雀斑医院 http://m.39.net/pf/a_8713959.html类器官的发展方兴未艾，日新月异，但是大牛们已经非常有忧患意识的提出了HCA（HumanCellAtlas，人类细胞图谱）的分支-类器官细胞图谱，为类器官将来的发展夯实基础。欧洲计划两年内完成类器官细胞图谱的数据库的初步建设。
类器官细胞图谱项目的推出有什么重大意义？对未来的类器官研究意味着什么？面对未来科技制高点的国家竞争，我们又能做些什么呢？
类器官在生物医学领域具有巨大的应用潜力。这些培养的细胞3D结构模拟了体内器官发育和生物功能的重要方面。他们提供了易于操作的人体生理学和病理学体外模型，从而使难以或不可能在人体中进行的介入性研究成为可能。例如，类器官可以在反映人类生物学的复杂细胞背景下进行遗传和药理操作，并且它们允许对器官发育和疾病发作的早期阶段进行研究。在临床前药物开发的许多领域，类器官(可能最终取代动物模型)是动物模型的有益补充。此外，他们还为药物开发和精确治疗提供了针对患者的“化身”，包括治疗癌症、罕见遗传疾病(如囊性纤维化)和复杂的多因素疾病(如癫痫)。最后，他们有望为再生医学研究做出贡献，目标是制造出可以移植到患者体内的功能性生物结构。
图1:类器官和单细胞技术结合起来进行生物医学发现和再生治疗
A，类器官可以来源于成体干细胞，这些干细胞已经致力于一个特定的细胞谱系，组织和/或器官，或者来源于多功能细胞，这可以产生一系列广泛的细胞类型，但需要更复杂的分化协议。B人类类器官广泛用于生物功能的体外模拟、药物测试和再生医学。C推进类器官研究的关键挑战包括类器官的表征和验证，新类器官开发，以及类器官在基础生物学和生物医学研究中的应用。D单细胞技术通过对衍生的类器官进行系统验证，为类器官协议开发提供依据，以及为人类类器官的功能扰动实验提供高通量的检测，有望推动类器官研究。
为了实现人类类器官的全部潜力，需要解决关键的挑战(图1c)。最迫切的是，我们需要更好的表征和验证类器官是否可以作为人类生物学的忠实模型。这需要信息丰富的高通量分析化验，以及细胞组成、细胞分化、细胞状态和刺激反应的质量标准的定义。未来的经过严格鉴定的人类类器官目录应包括广泛的复制，以量化技术和生物来源的变异。此外，纳入遗传多样性将有助于评估人群中的个体间变异。
当前的类器官protocols，虽然对许多应用有用，但是仍然有相关的技术和概念上的限制。例如，类器官可能不能忠实地代表原代组织中细胞类型的多样性(包括免疫细胞和基质等非实质细胞)，而且它们在解释环境暴露和生物体衰老对人体器官的影响方面能力有限。重要的是要开发类器官健壮性的技术方案，产生具有适当组织结构、分化细胞、血管形成、免疫细胞浸润的类器官，对于某些器官(例如皮肤和肠道)，甚至要包含微生物组。此外，我们仍在学习如何最有效地利用类器官来发现生物学(例如，通过遗传和药理学的扰动)，以及如何利用它们来开发药物和个体化医学。
单细胞测序和空间剖析在解决这些问题中起着关键作用(图1d)。类器官和类器官发育的全面分子图谱可以前所未有地详细揭示细胞状态和转录调控程序，并与相应的人体组织进行比较，为评估类器官提供了强有力的新途径。单细胞表观基因组和转录组分析，可以对类器官中的细胞组成和细胞状态进行定量的高维度的评估。空间剖面分析鉴定了组织结构和三维结构的特征。这些方法还加强了类器官质量控制(例如，识别异常值、缺失细胞类型或异常基因调控)，并可为以疾病为中心的研究提供参考图谱。此外，类器官和相应的体外组织样本的分子图谱的对比分析，可以指导新的和改进类器官协议的研发，例如，通过确定缺失的细胞群或类器官中细胞分化的瓶颈。最后，单细胞技术为功能实验和在人类器官中测试的基因或药理学扰动提供了强大和可扩展的读数。
为了证明将人类类器官与单细胞技术相结合的可行性和实用性，我们发起了一个类器官细胞图谱的试点项目，作为人类细胞图谱(HCA)中的一个‘生物网络’，侧重于类器官和复杂体外系统的单细胞表征。类器官细胞图谱将促进人类类器官单细胞和空间基因组数据的生产、质量控制、传播和利用，并将此类数据集与人类细胞图谱中原代组织的全面细胞图谱联系起来。建立类器官细胞图谱的第一步最近得到了欧盟地平线的资助，该项目呼吁采取“先导行动建立人类细胞图谱的基础”，其中包括“HCA
Organoid”项目(
