《Andrology》：From Cell Clusters to Complexity: Testicular Organoids as Emerging Platforms in Male Reproductive Research and Biotechnological Innovation
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传统的二维（2D）培养和动物模型无法完全再现人类睾丸微环境，限制了其在男性不育、毒理学和内分泌研究中的转化应用。人类睾丸组织的获取途径有限且高度可变，制约了转化研究的发展。睾丸类器官（TOs）是在仿生支架、微流控芯片或生物打印构建体中自组织的生殖细胞和体细胞聚
传统的二维（2D）培养和动物模型无法完全再现人类睾丸微环境，限制了其在男性不育、毒理学和内分泌研究中的转化应用。人类睾丸组织的获取途径有限且高度可变，制约了转化研究的发展。睾丸类器官（TOs）是在仿生支架、微流控芯片或生物打印构建体中自组织的生殖细胞和体细胞聚集体，能够重现生精索/生精小管样组织结构、血睾屏障（BTB）成分和类固醇生成功能，并日益支持生殖细胞的进展。通过整合限定培养基、基质线索和受控微环境，TO平台能够实现机制驱动的研究，并为毒理学、疾病建模和生育力保存研究提供与人类相关的新方法学（new approach methodologies）。这反过来又支持内分泌和生殖毒理学测试、疾病建模以及青春期前生育力保存策略。广泛和负责任的采用将需要临床一致的读数、稳定的长期培养、可重复且完整的人类精子发生过程，以及健全的伦理框架。本综述旨在全面评估TO系统，涵盖细胞来源、生物材料和微环境控制，直至形态发生、类固醇生成和生殖细胞进展的功能读数。通过综合最新进展，研究人员阐明了类器官性能的机制决定因素，并概述了其在男性不育研究、毒理学和生育力保存策略中的转化意义。
**1 引言**
实验模型对于研究人类生物学和疾病至关重要，然而物种间差异和传统体外系统的有限生理相关性制约了其转化应用。传统的二维（2D）培养虽适用于机制研究，但无法再现天然组织的空间结构、细胞外基质（ECM）组成、细胞-细胞和细胞-基质相互作用及生化梯度。睾丸的结构围绕复杂的生精小管组织，生殖细胞与支持细胞、管周肌样细胞、间质细胞、内皮细胞和免疫细胞等持续交互。精原干细胞（SSCs）受到直接的细胞间相互作用、基底膜信号、旁分泌因子、内分泌信号和代谢支持的综合调控。支持细胞在维持微环境中发挥核心作用，不仅通过平衡自我更新和分化来维持SSC池，还物理支持发育中的生殖细胞并参与血睾屏障（BTB）的形成。间质细胞通过睾酮产生补充这一框架，而卵泡刺激素（FSH）、黄体生成素（LH）和局部生长因子的协同作用共同维持生殖细胞生存和睾丸稳态。器官样结构的概念源自20世纪50年代的细胞再聚集实验，目前已发展为在限定三维（3D）环境中生长的微型器官样结构。在本综述中，TO指由解离的原代细胞或干细胞来源群体生成的多细胞3D系统，能够进行从头自组织并重现天然睾丸微环境的关键结构和功能特征。男性不育的发病率上升和精子数量下降凸显了发展人类相关模型的紧迫性。
**2 体外睾丸建模：动物来源的类器官系统**
哺乳动物中，精子发生和类固醇生成在睾丸内密切协调进行。3D TOs为模拟不育和其他病理生理状况提供了新机会。2011年，Sato等人优化了小鼠睾丸组织的器官培养，实现了从SSC到成熟精子的完全精子发生，体外产生的精子通过圆形精子细胞注射（ROSIs）和胞浆内精子注射（ICSIs）产生了健康的可育后代。基于ECM的支架和3D培养策略被用于更好地支持睾丸结构和多细胞组织。支架free系统虽支持细胞自组装和减数分裂起始，但通常在长期维持完全减数分裂后生殖细胞成熟方面面临挑战。支架based方法通过提供必需的ECM线索和机械支持，在模拟体内细胞组织和支持生理性生殖细胞分化方面具有优势，但静态培养条件下存在扩散受限问题。2017年，Alves-Lopes等人用青春期前大鼠睾丸细胞悬浮液建立了首批明确定义的TO平台之一，形成具有组织化生殖-体细胞关联的生精小管样结构。三层梯度系统（3-LGS）促进了TO从头形态发生，并
