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用于开发卵巢癌联合疗法的基因定义的同基因类器官平台
靶向疗法和免疫疗法并行开发，通常使用不同的实验系统。即使在今天，靶向药物通常也会针对癌细胞系/细胞来源的异种移植 (CDX)、患者来源的异种移植 (PDX) 和/或最近的人类肿瘤球体/类器官进行测试。这些模型的优势包括其人类起源、相关的突变/表观遗传事件以及保留一定程度的肿瘤异质性。然而，这样的系统无法评估抗肿瘤免疫反应。PDX 已在“人源化”小鼠中建立，但约 30% 的人/小鼠生长因子、细胞因子和趋化因子无法与其他物种中的同源受体相互作用，从而对“人源化”施加了内在限制 (Walsh 等人，2017)。相比之下，免疫疗法主要针对同源小鼠肿瘤进行测试 (Mosely 等人，2017)。这些模型（例如 B16、CT26 和 MC38）主要由致癌物引起，来源于未知、无关或并非最相关的细胞，并且通常缺乏相应人类疾病中发现的关键致病突变。一些靶向药物/免疫疗法已在基因工程小鼠模型（GEMM）中进行了评估，这些模型旨在携带与疾病相关的基因异常并具有完整的免疫系统（Kersten et al., 2017）。通常，对于给定的恶性肿瘤仅会产生少数突变组合，这限制了可分析的人类疾病的多样性。大多数 GEMM 还会同时将癌症相关缺陷引入目标组织的所有上皮细胞。相比之下，现实世界的肿瘤以克隆方式起始，并在以正常细胞为主的海洋中扩增和进展。已经生成了一系列可移植的 GEMM 衍生黑色素瘤模型（Yum/Yummer）（Meeth 等，2016），但这些都是基于相同的躯干突变，具有有限的遗传多样性。
从伦理、法律和社会角度看脑类器官和类器官智能
人类大脑类器官，又称大脑类器官或早期的“微型大脑”，是重现人类大脑发育各个方面的 3D 细胞模型。它们在促进我们对神经发育和神经系统疾病的理解方面显示出巨大的潜力。然而，前所未有的体外模拟人类大脑发育和功能的能力也带来了复杂的伦理、法律和社会挑战。类器官智能 (OI) 描述了将此类类器官与人工智能相结合以建立基本记忆和学习形式的持续运动。本文讨论了有关大脑类器官和 OI 的科学地位和前景、意识的概念化和心脑关系、伦理和法律层面的关键问题，包括道德地位、人与动物嵌合体、知情同意以及监管等治理问题。需要一个平衡的框架来允许重要的研究，同时解决公众的看法和道德问题。科学家、伦理学家、政策制定者和公众之间的跨学科观点和积极参与可以为类器官技术提供负责任的转化途径。可能需要一个深思熟虑、积极主动的治理框架来确保这一有前景的领域取得合乎道德的负责任的进展。
反馈驱动的脑器官平台可实现自动维护和高分辨率神经活动监控
对组织培养物，尤其是脑器官的分析需要复杂的整合和协调多种技术以监测和测量。我们已经开发了一个自动化的研究平台，可实现独立设备，以实现以反馈驱动的细胞培养研究的协作目标。我们的方法可以在各种感应和驱动设备之间的物联网（IoT）体系结构中进行连续，交流，非侵入性交互，从而确切地控制了体外生物学实验的时间。框架整合了微流体，电生理学和成像装置，以维持脑皮质器官，同时测量其神经元活性。类器官是用定制的3D打印室进行培养的，并固定在商业微电极阵列上。使用可授权的微流体泵实现周期性喂养。我们开发了一种计算机视觉量估计器，用作反馈，以纠正媒体喂养/抽吸周期中微流体灌注的偏差。我们通过一组为7天的小鼠大脑皮层器官进行了验证，比较了手动和自动化方案。在整个实验过程中维持鲁棒的神经活动时，对自动化方案进行了验证。自动化系统启用了7天研究的每小时电子生理记录。通过高频记录揭示了每个样本的中位神经单位射击率都会提高和器官射击率的动态模式。令人惊讶的是，进食不会影响率。此外，在录制过程中进行媒体交换表明对发射率没有急性影响，从而使该自动化平台用于试剂筛查研究。
人脑机形的人体器官移植到大鼠视觉皮层中，以建模神经修复
以下方案概述了将人类前脑器官移植到年轻成年男性长埃文斯大鼠的视觉皮层中的特定步骤。使用先前发表的协议生成了本协议中描述的前脑类器官。2，该方法已通过源自诱导的多能干细胞和胚胎干细胞系的器官成功实现。有关此协议尝试使用的单元线的更多详细信息，请参阅我们以前的研究。1，3我们打算主要用于将皮质器官移植到啮齿动物皮质中，但可以适应其他区域身份的器官向皮层移植。这种损伤修复模型提供了增强的转化重要性，从而能够检查活生物体中脑器官的结构和功能属性。此外，它可以作为将神经移植工作扩展到视觉系统以外的大脑区域的基础。
利用下一代肺泡 2 型类器官平台模拟肺腺癌的多种遗传亚型
肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因。肺腺癌 (LUAD) 是最常见的组织学亚型，占所有病例的 40%。虽然现有的基因工程小鼠模型 (GEMM) 重现了人类 LUAD 的组织学进展和转录进化，但它们耗时且技术要求高。相比之下，细胞系移植模型快速灵活，但这些模型无法捕捉疾病进展的全部范围。类器官技术提供了一种创建下一代癌症模型的方法，该模型整合了自体系统和基于移植的系统的最有利特征。然而，目前缺乏强大而可靠的 LUAD 类器官平台。在这里，我们描述了在类器官培养中持续扩增小鼠肺泡 2 型 (AT2) 细胞（LUAD 的主要起源细胞）的优化条件。这些类器官表现出 AT2 细胞的典型特征，包括标记基因表达、层状体的存在以及分化为 AT1 谱系的能力。我们利用该系统开发了灵活且多功能的免疫功能正常的类器官模型，用于 KRAS 、 BRAF 和 ALK 突变型 LUAD。值得注意的是，类器官肿瘤表现出广泛的负担和完全渗透性，并且在组织病理学上与原发肿瘤没有区别。总之，该类器官平台是一个功能强大、用途广泛的新型 LUAD 研究模型系统。
呼吸障碍的器官模型揭示了由phox2b-parms引起的后脑神经元的图案缺陷
脑干中的逆转录核（RTN）神经元调节对高碳酸高的通气反应。目前尚不清楚Phox2b-多酰氨酸重复突变（PHOX2B -PARMS）如何改变Phox2b和扰动RTN神经元的形成的功能。在这里，我们用人类多能干细胞的RTN样神经元产生了人类脑干器官（HBSO）。单细胞转录组学表明，phox2b+7ala parm的表达改变了后脑神经元的分化轨迹，并阻碍了HBSOS中RTN样神经元的前瞻性。使用无引导的大脑器官（HCO），PHOX2B+ 7ALA PARM中断了刺猬途径和HOX基因失调的Phox2b+神经元的模式。通过互补使用HBSO和HCO与患者和两个突变体在PHOX2B中携带不同多丙氨酸重复的多能干细胞系，我们进一步定义了多苯胺反复的长度与RTN呼吸中心的畸形与RTN呼吸畸形的长度与RTN的畸形与毒素毒素的疾病型模型的潜在模型，并展示了phox2-Persias的潜在模型，该模型构成了phox2b-Parms的强度，该模型繁多了。
aiCRISPRL：具有广泛基因编辑功能的干细胞和类器官模拟人工智能平台
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证下可用（未经同行评审认证）是作者/资助者，他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2024 年 6 月 13 日发布。；https://doi.org/10.1101/2022.06.18.496679 doi：bioRxiv 预印本
联合培养基与常规培养基对输卵管类器官培养的成本及效果比较
摘要输卵管上皮细胞 (FTEC) 被认为是高级别浆液性卵巢癌的起源细胞。FTEC 类器官可用作该疾病的研究模型。然而，培养类器官需要补充多种昂贵生长因子的培养基。我们提出，基于输卵管成分的组合条件培养基，包括上皮细胞、基质细胞和内皮细胞，可以增强 FTEC 类器官的形成。我们从输卵管的伞部获得了两种原代培养细胞系。根据类器官生长的培养基，将它们分成常规或组合培养基组并进行比较。评估了类器官的数量和大小。定量聚合酶链反应 (qPCR) 和免疫组织化学 (IHC) 用于评估基因和蛋白质表达 (PAX8、FOXJ1、β-catenin 和干性基因)。酶联免疫吸附测定用于测量两种培养基中的 Wnt3a 和 RSPO1。将 DKK1 和 LiCl 添加到培养基中以评估它们对 beta-catenin 信号传导的影响。通过生长因子阵列评估组合培养基中的生长因子。我们发现常规培养基更有利于类器官的增殖（数量和大小）。此外，组合培养基中的 WNT3A 和 RSPO1 浓度太低，需要添加，使得成本与常规培养基相当。然而，两组的类器官形成率均为 100%。此外，与常规培养基组相比，组合培养基组的 PAX8 和干性基因表达（OLFM4、SSEA4、LGR5、B3GALT5）更高。在常规培养基中生长的类器官中 Wnt 信号明显，但在组合培养基中则不明显。发现 PLGF、IGFBP6、VEGF、bFGF 和 SCFR 在组合培养基中富集。总之，组合培养基可以成功培养类器官并增强 PAX8 和干性基因表达。然而，传统培养基对于类器官增殖而言是更好的培养基。两种培养基的费用相当。使用组合培养基的好处需要进一步探索。
纳米线人类心脏类器官移植可高效恢复梗塞心脏
人类心脏类器官在心血管疾病建模和人类多能干细胞衍生的心肌细胞 (hPSC-CM) 移植方面具有巨大潜力。在这里，我们展示了用导电硅纳米线 (e-SiNW) 设计的心脏类器官显著增强了 hPSC-CM 治疗梗塞心脏的治疗效果。我们首先证明了 e-SiNW 的生物相容性及其改善健康大鼠心肌中心脏微组织植入的能力。然后用 hPSC-CM、非肌细胞支持细胞和 e-SiNW 设计纳米线人类心脏类器官。非肌细胞支持细胞促进心脏类器官的更高缺血耐受性，而 e-SiNW 显著改善了电起搏能力。移植到缺血/再灌注损伤的大鼠心脏后，纳米线心脏类器官显著改善了移植 hPSC-CM 的收缩发育，诱导了强大的心脏功能恢复，并减少了适应不良的左心室重塑。与使用相同损伤模型的当代研究相比，使用低 20 倍剂量的 hPSC-CM 实现了更大的功能恢复，揭示了导电纳米材料和人类心脏类器官之间的治疗协同作用，可有效修复心脏。