综述：从单层细胞到类器官及多器官微生理系统：推动再生医学与精准疗法的发展

《Stem Cell Research & Therapy》：From monolayer to organoids and multi-organ microphysiological systems: advancing regenerative medicine and precision therapies

　　

摘要

背景

体外模型技术已从简单的二维（2D）培养发展到三维（3D）类器官及多器官微生理系统。早期的单层培养虽能实现定向分化，但其生理相关性较为有限。

主要内容

类器官技术的出现是一项重大创新，它能让细胞自我组织成复杂的3D结构，从而再现天然组织的细胞多样性、结构及功能。这一技术使得针对患者特异性疾病和生理过程的建模更为精准。而最新的多器官微生理系统则将类器官或工程化组织与微流控通道相结合，通过这些通道输送营养物质，并模拟血流及机械刺激。该技术能够精确控制组织微环境，促进不同类型细胞之间的动态相互作用与通讯。

结论

这些平台能更精准地模拟人体生物过程，进而提升疾病建模、药物筛选水平，以及用于再生疗法的组织移植研发效果。本综述阐述了从二维单层细胞培养，到类器官的形成，再到芯片上器官系统的研发历程，强调了这些技术如何通过提升修复或替代受损组织的能力，以及通过构建患者特异性疾病模型和个性化治疗策略来推动精准医学的发展。此外，本综述还对各类平台的功能特点、局限性及应用前景进行了对比分析，指出了不同系统在何种场景下更具优势或存在不足。

图表摘要

背景

体外模型技术已从简单的二维（2D）培养发展到三维（3D）类器官及多器官微生理系统。早期的单层培养虽能实现定向分化，但其生理相关性较为有限。

主要内容

类器官技术的出现是一项重大创新，它能让细胞自我组织成复杂的3D结构，从而再现天然组织的细胞多样性、结构及功能。这一技术使得针对患者特异性疾病和生理过程的建模更为精准。而最新的多器官微生理系统则将类器官或工程化组织与微流控通道相结合，通过这些通道输送营养物质，并模拟血流及机械刺激。该技术能够精确控制组织微环境，促进不同类型细胞之间的动态相互作用与通讯。

结论

这些平台能更精准地模拟人体生物过程，进而提升疾病建模、药物筛选水平，以及用于再生疗法的组织移植研发效果。本综述阐述了从二维单层细胞培养，到类器官的形成，再到芯片上器官系统的研发历程，强调了这些技术如何通过提升修复或替代受损组织的能力，以及通过构建患者特异性疾病模型和个性化治疗策略来推动精准医学的发展。此外，本综述还对各类平台的功能特点、局限性及应用前景进行了对比分析，指出了不同系统在何种场景下更具优势或存在不足。

图表摘要