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该综述聚焦肠道类器官，阐述其作为替代细胞系和动物模型的价值，指出现有局限性，如缺乏血管淋巴系统、微生物组，难以模拟生理肠道模型（无酸碱中和系统、消化酶不足）及长时维持和极性获取困难，强调创新技术的重要性。
肠道类器官（Intestinal Organoids）作为模拟胃肠道系统的三维培养体系，在临床与生物医学研究中展现独特价值，可揭示胃肠系统复杂性、解析组织结构功能并减少动物模型使用。然而，其应用受限于多重固有缺陷：
一、结构完整性缺陷
- 血管与淋巴系统缺失：天然肠道依赖血管网络实现营养交换与免疫调控，类器官缺乏血管化结构，导致氧气、养分递送及代谢废物排出障碍，难以模拟真实组织微环境。淋巴系统缺失则影响免疫细胞迁移与免疫应答的建模。
- 微生物组（Microbiome）的空白：肠道微生物组与宿主代谢、免疫密切相关，但类器官培养通常在无菌环境中进行，缺乏共生菌群的定植，无法复现宿主 - 微生物互作机制，限制了对肠道疾病（如炎症性肠病）的研究。
二、生理功能模拟的局限性
- 酸碱中和系统与消化酶不足：正常肠道通过胃酸分泌、黏液层及碳酸氢盐分泌实现酸碱平衡，类器官缺乏类似的酸碱调节机制，难以耐受 pH 梯度变化。此外，胰腺分泌的消化酶（如胰蛋白酶、脂肪酶）在类器官中表达水平低下，导致其无法模拟食物消化与营养吸收的生理过程。
- 极性与屏障功能的缺陷：肠道上皮细胞具有严格的极性（Apical-Basal Polarity），形成选择性通透屏障。部分类器官虽能形成上皮层，但极性建立不完全，紧密连接（Tight Junctions）蛋白（如 ZO-1、Claudin）表达异常，影响屏障功能的准确性。
三、培养与操作的技术瓶颈
- 长期维持的挑战：类器官在传代过程中易出现遗传漂变或分化潜能丧失，传统培养体系依赖基质胶（如 Matrigel），其成分复杂性可能引入批次差异，限制了标准化应用。
- 极性 accessibility 难题：研究者难以精准操控类器官的极性建立，缺乏有效的工具来定向诱导上皮细胞的顶 - 基底极性，阻碍了对细胞极性相关疾病（如遗传性肠病）的机制研究。
四、突破方向与未来展望
针对上述局限，创新技术开发成为关键：
- 血管化与淋巴系统的构建：通过共培养内皮细胞、诱导血管生成因子（如 VEGF）表达，或使用生物打印技术构建血管网络，促进类器官血管化。
- 微生物组的重构：建立无菌类器官与特定菌群的共培养系统，或通过粪便微生物群移植（FMT）技术模拟复杂菌群环境。
- 生理微环境的仿生模拟：开发含 pH 调控模块、流体灌注系统的生物反应器，动态模拟肠道蠕动与消化液分泌，同时优化培养基成分以诱导消化酶表达。
- 培养体系的优化：开发化学成分明确的替代基质，结合小分子化合物（如 CHIR99021 激活 Wnt 通路）维持类器官干性，延长培养周期。
通过跨学科技术整合，提升类器官对体内环境的模拟精度，将推动其在药物筛选、疾病建模及再生医学中的应用，为胃肠道疾病（如结直肠癌、肠纤维化）的机制研究与治疗策略开发提供更可靠的平台。
