类器官| 工程化胎盘类器官微生理系统在血管微环境中模拟病毒感染

摘要：2025年4月27日，中科院大连化学物理研究所秦建华团队在《Communications Biology》发表研究，开发了一种工程化的人类胎盘类器官微生理系统（MPS）。该系统通过在微流控芯片中整合血管内皮细胞，模拟早期胎盘的血管微环境，实现了滋养层干细胞的原

研究进展|工程化胎盘类器官微生理系统在血管微环境中模拟病毒感染

研究进展|SCLC类器官库揭示非神经内分泌型SCLC的IGF-1依赖性

研究进展|类器官样神经血管球促进皮瓣移植

研究进展|肝脏类器官芯片在药物代谢研究中的应用

研究进展|类器官研究助力放射抵抗性直肠癌治疗策略开发

工程化胎盘类器官微生理系统在血管微环境中模拟病毒感染

2025年4月27日，中科院大连化学物理研究所秦建华团队在《Communications Biology》发表研究，开发了一种工程化的人类胎盘类器官微生理系统（MPS）。该系统通过在微流控芯片中整合血管内皮细胞，模拟早期胎盘的血管微环境，实现了滋养层干细胞的原位分化和胎盘类器官的长期增殖与分化。

研究发现，与单一培养的胎盘类器官相比，共培养的胎盘类器官（EndTO）表现出更高的细胞活性、增强的免疫信号通路激活和更高的抗病毒干扰素分泌水平。EndTO对寨卡病毒（ZIKV）感染的易感性显著降低，表明血管微环境增强了滋养层细胞的抗病毒防御功能。

该系统通过动态培养条件，模拟了胎盘的血管生态位，促进了滋养层细胞的长期存活和分化。转录组测序和细胞因子分析显示，EndTO中干扰素诱导基因上调，免疫功能增强。该平台为研究胎盘生理、免疫防御及病原体感染提供了新的工具，具有广泛的应用前景。

SCLC类器官库揭示非神经内分泌型SCLC的IGF-1依赖性

2025年4月30日，日本研究团队在《Nature Cancer》发表研究，建立了涵盖所有已知分子亚型的40个小细胞肺癌（SCLC）类器官库。研究发现，非神经内分泌型（非NE型）SCLC依赖胰岛素样生长因子（IGF-1）激活的YAP1和AP1信号通路，而神经内分泌型（NE型）SCLC则不依赖这些通路。IGF-1受体（IGF1R）在非NE型SCLC中起关键作用。

研究人员从多种样本中收集SCLC样本，建立了40个类器官系，这些类器官在结构和病理特征上与原始肿瘤高度一致，携带典型基因突变（如TP53和RB1突变），并保留了四种SCLC亚型特征。实验表明，IGF-1刺激显著增加非NE型SCLC类器官中IGF1R的磷酸化水平，激活AKT-AP1和FAK-YAP1信号通路，促进细胞增殖。

基于这些发现，研究人员测试了IGF1R抑制剂对非NE型SCLC类器官的治疗效果。结果显示，非NE型SCLC类器官对IGF1R抑制剂linsitinib和NVP-ADW742表现出更高的敏感性。在体内实验中，linsitinib显著抑制YAP1亚型SCLC异种移植瘤的生长，与化疗药物顺铂联合使用时效果更显著。

此外，研究人员利用CRISPR-Cas9技术在人类肺泡类器官中敲除TP53和RB1基因，发现这些类器官逐渐失去对EGF的依赖，转而依赖IGF-1，并表现出部分神经内分泌特征。这表明TP53和RB1的缺失可能促使肺泡上皮细胞向非NE型SCLC转变，并增加对IGF-1的依赖性。

该研究揭示了非NE型SCLC对IGF-1的依赖性及其分子机制，表明IGF1R在非NE型SCLC中发挥关键作用，IGF1R抑制剂可能成为针对这一亚型的有效治疗策略。这些发现为SCLC的精准治疗提供了新的靶点，并为未来基于亚型的治疗策略提供了理论依据。

类器官样神经血管球促进皮瓣移植

2025年4月16日，中国科学院广州生物医药与健康研究院巫林平课题组联合武汉协和医院孙家明团队在《Advanced Healthcare Materials》发表研究，开发了一种类器官样神经血管球（NVU），为皮瓣移植提供了新解决方案。

研究人员采用双乳液法制备了P34HB多孔微球（P34HB OPM），其粒径在20至80微米之间，具有高度开放和连通的孔隙，促进了细胞增殖。通过非粘附琼脂糖微孔板，研究人员成功制备了由人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和诱导多能干细胞衍生的神经嵴细胞（hiPSC-NCC）组成的NVU。这些NVU在培养过程中表现出良好的细胞迁移和增殖能力，形成了丰富的血管网络。特别是当NVU被移植到明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）水凝胶中时，展现出强劲的发芽能力，形成了密集的毛细血管网络。

研究发现，自噬在NVU的生长和发芽过程中发挥关键作用。通过抑制自噬，NVU的发芽数量和长度显著减少。此外，自噬还促进了与血管生成相关基因的表达，进一步证实了其在神经血管相互作用中的重要性。

为评估NVU在治疗皮瓣坏死中的潜力，研究人员将NVU植入免疫缺陷大鼠的皮下组织，并创建了皮瓣模型。结果显示，接受NVU移植的大鼠皮瓣存活率显著提高，愈合质量更佳。组织学分析表明，NVU移植促进了皮瓣的血管生成，减少了细胞凋亡，加速了皮瓣的存活和修复。

此外，研究人员还制备了由人皮肤成纤维细胞（HDF）、HUVEC和hiPSC-NCC组成的类器官样真皮神经血管单元（DNVU）。这些DNVU在GelMA水凝胶中展现出强大的发芽能力，形成了丰富的血管网络，并促进了细胞外基质蛋白的产生和积累，为开发新型皮肤组织工程策略提供了有力支持。

综上所述，该研究不仅成功制备了P34HB OPM和NVU，还深入探索了它们在皮瓣存活中的潜力和机制，为治疗大面积缺氧缺血性皮瓣损伤提供了新的思路和方法，具有重要的临床应用前景。

肝脏类器官芯片在药物代谢研究中的应用

2025年4月1日，荷兰乌得勒支大学团队在《Biofabrication》发表研究，开发了一种基于人源类器官的生物工程化灌注肝芯片系统，模拟人肝脏微环境，为下一代临床前药物测试平台奠定基础。

研究人员利用L-DOPA预处理中空纤维膜（HFM），并包被重组人源粘连蛋白laminin，成功建立类肝细胞单层模型。这种单层细胞在7天内形成融合的极性单层，支持最优的类肝细胞分化，诱导多种代谢酶和药物转运蛋白的表达。分化后的单层在21天内维持稳定形态，基因表达更接近成熟肝组织，代谢功能优于传统类器官培养体系。

研究人员进一步将类肝细胞单层与3D打印芯片耦合，构建了微流控“肝芯片”系统。该系统具有可灌注的基底/血液样隔室和静态的顶端/小管样隔室，屏障功能良好。在芯片系统中，midazolam的代谢表现显示不同供体间的个体差异，且代谢产物分布符合预期。此外，研究者构建了小肠-肝双器官芯片系统，模拟口服给药的首过效应和生物利用度，结果表明midazolam和香豆素的代谢过程与体内情况相似。

本研究展示了更高的细胞成熟度、代谢功能和药物转运活性。该系统可通过多供体来源类器官，反映药物代谢和转运的个体间差异，为精准医学提供平台。肝芯片还可与类器官小肠样Transwell串联形成多器官芯片系统，结合PBPK建模工具，实现体外-体内转化与药代参数预测，具备评估药物口服生物利用度、肝毒性及重复给药反应的应用前景。

类器官研究助力放射抵抗性直肠癌治疗策略开发

2025年4月10日，荷兰乌得勒支大学团队在《British journal of cancer》发布研究，探讨放射抵抗性直肠癌的治疗策略。研究选取两种放射抵抗性类器官（HUB005和HUB183）和两种放射敏感性类器官（HUB106和HUB062），通过实验验证其放射敏感性差异。结果显示，放射抵抗性类器官在辐射后凋亡细胞增加有限，且保留较高克隆形成能力。RNA测序发现，放射抵抗性类器官在辐射后有更多基因集显著上调或下调，尤其在DNA修复通路和细胞周期调控相关基因集上表现更为突出，还表现出更强的抗氧化代谢能力，上调了多个与活性氧自由基和异生物解毒相关的基因集。基于这些特性，研究人员筛选药物组合，发现RRx-001与GCLC抑制剂BSO的组合对放射抵抗性类器官具有极强的协同杀伤效应，几乎能完全消除这些类器官。

研究为放射抵抗性直肠癌的替代治疗提供了新思路，但也指出其局限性，如药物组合仅在体外测试，未来需进一步评估其体内有效性及与放射治疗反应的相关性。