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人类多能干细胞衍生的内耳类器官在体外重现耳部发育
1 瑞士苏黎世大学医院 (USZ) 耳鼻咽喉头颈外科系内耳干细胞实验室 2 瑞士苏黎世大学 (UZH) 3 瑞士苏黎世功能基因组学中心（苏黎世联邦理工学院和苏黎世大学） 4 瑞士伯尔尼大学生物医学研究系再生神经科学项目 5 美国马萨诸塞州波士顿马萨诸塞眼耳医院 6 美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院 7 美国马萨诸塞州剑桥哈佛干细胞研究所 8 荷兰莱顿大学医学中心耳鼻咽喉和头颈外科系莱顿耳生物学 9 荷兰莱顿大学医学中心诺和诺德基金会干细胞医学中心 (reNEW) 10 美国马萨诸塞州波士顿波士顿儿童医院耳鼻咽喉科 11 波士顿儿童医院 FM 柯比神经生物学中心美国马萨诸塞州波士顿 12 波士顿儿童医院整形与口腔外科部；美国马萨诸塞州波士顿
犬乳腺肿瘤类器官活体生物库可作为人类乳腺癌的比较模型
犬乳腺肿瘤具有作为转化肿瘤学中自然发生的乳腺癌模型的巨大潜力，因为它们与人类乳腺肿瘤具有相同的环境风险因素、关键组织学特征、激素受体表达模式、预后因素和遗传特征。我们旨在开发允许对犬乳腺肿瘤 (CMT) 进行功能分析的体外工具，因为我们对驱动这些异质性肿瘤生长的潜在生物学了解甚少。我们建立了来自 16 名患者的 24 个类器官系的长期培养，包括来自正常乳腺上皮或良性病变的类器官。CMT 类器官重现了它们所来自的原发组织的关键形态学和免疫组织学特征，包括激素受体状态。此外，遗传特征（驱动基因突变、DNA 拷贝数变异和单核苷酸变异）在肿瘤-类器官对中得到保留。我们展示了 CMT 类器官如何成为体外药物测定的合适模型，并可用于研究特定突变是否可预测治疗结果。此外，我们可以对 CMT 类器官进行基因改造，并使用它们进行汇集的 CRISPR/Cas9 筛选，其中文库表示得到准确维护。总之，我们提出了一个强大的 3D 体外临床前模型，可用于转化研究，其中可以从同一患者体内繁殖来自正常、良性和恶性乳腺组织的类器官，以研究肿瘤发生。
患者来源的异种移植或类器官在肿瘤免疫治疗的传统和自组装药物研发中的应用
除了免疫检查点抑制剂的快速发展，自组装免疫治疗药物的研发也呈现井喷态势。根据免疫靶点，传统肿瘤免疫治疗药物分为五类，即免疫检查点抑制剂、直接免疫调节剂、过继细胞治疗、溶瘤病毒和癌症疫苗。此外，精准度和环境敏感性更高的自组装药物的出现为肿瘤免疫治疗提供了一种很有前景的创新途径。尽管肿瘤免疫治疗药物研发进展迅速，但所有候选药物都需要进行临床前安全性和有效性评估，而常规评估主要采用二维细胞系和动物模型，这种方法可能不适合免疫治疗药物。而患者来源的异种移植和类器官模型保留了肿瘤病理异质性和免疫性。
脑类器官：它们是真实存在的吗？
1965 年，英特尔联合创始人戈登·E·摩尔 (Gordon E. Moore) 发现，单个微芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番，而计算机成本在此期间大约下降一半；这被称为“摩尔定律”。计算能力的提升是第四次工业革命及其推动的所有社会变革的基石。尽管逻辑告诉我们多年来我们已经接近物理尺寸的极限，但工程师们仍在继续寻找看似不可能的方法将更多的晶体管封装到芯片上。科学和社会如何才能延续这些令人欣喜的进步浪潮？也许生物学可以提供解决方案。从一开始，计算机就是为模拟人脑而设计的。数学家约翰·冯·诺依曼是计算机时代的先驱。他未完成的著作《计算机与大脑》于 1958 年首次出版，讨论了当时的大脑和计算机之间的重要区别，并提出了未来研究的方向。这极大地影响了一代又一代创新者的努力，他们让计算机越来越像大脑。在他们引人入胜的文章中，Smirnova 等人 (1) 现在建议做完全相反的事情：让大脑培养更像计算机。2022 年 6 月，美国能源部橡树岭国家实验室的惠普企业前沿 (OLCF-5) 超级计算机超过了单个人脑的估计计算能力 (1 exaFLOPS)。然而，效率却存在巨大差异：人脑重约 1.4 公斤，功耗为 20 W，而企业前沿占用 680 平方米
到大脑或不脑官
自2013年脑器官成立以来，有关该主题的研究和讨论成倍增长。他们概括人脑解剖和功能特征的能力引起了全球兴趣。在2013年至2022年之间，平均每月发表了10篇以上文章（1826），其中1/3超过1/3不是原始研究，而是评论（587，Source PubMed）。科学家将脑器官剥削为基础研究，毒性和药物测试的脑模拟工具，并考虑了其潜在的发音和意识。虽然尚未检测到这些脑官的争论特征，但对当前可能的高级应用程序的猜测是令人兴奋的前景。Smionerova等。（1）就其计算和认知能力以及功耗非常低的作用而言，为人脑的至高无上提出了令人信服的案例。将这些参数与最佳计算机进行比较，这些计算机已知具有实质性的碳足迹。他们还为利用脑器官作为生物计算的下一代机械而提出了令人信服的论点。由于这些3D构造可能是人脑的一部分，因此他们认为，与我们的大脑一样，与众不同的不同构造可能会像我们的大脑一样有效。因此，设想了一项跨学科研究计划用于利用–
实现可重复的肿瘤类器官培养
类器官通过在体外准确重现组织和肿瘤的异质性，为推动临床前研究和个性化医疗展现出巨大潜力。然而，缺乏标准化的癌症类器官培养方案阻碍了可重复性。本文全面回顾了当前与癌症类器官培养相关的挑战，并强调了该领域最近的多学科进展，特别关注肝癌类器官培养的标准化。我们讨论了导致技术差异的非标准化方面，包括组织来源、加工技术、培养基配方和基质材料。此外，我们强调需要建立可重复的平台，以准确保留母体肿瘤的遗传、蛋白质组学、形态学和药理学特征。在每个部分的末尾，我们的重点转移到原发性肝癌的类器官培养标准化。通过应对这些挑战，我们可以提高癌症类器官系统的可重复性和临床转化，从而使其在精准医疗、药物筛选和临床前研究中具有潜在应用。
巴尔的摩宣言：探索类器官智能
Thomas Hartung 1,2 * , Lena Smirnova 1 , Itzy E. Morales Pantoja 1 , Akwasi Akwaboah 3 , Dowlette-Mary Alam El Din 1 , Cynthia A. Berlinicke 4 , J. Lomax Boyd 5 , Brian S. Caffo 6 , Ben Capello 7 , Cohen Lowry , Lowry 8 . Curley 7 , Ralph Etienne-Cummings 3 , Raha Dastgheyb 10 , David H. Gracias 11,12,13,14,15,16 , Frederic Gilbert 17 , Christa Whelan Habela 10 , Fang Han 18 , Timothy D. 19 , Harris Hill 2 , Eric Hermann , 21 . Qi Huang 11 , Rabih E. Jabbour 22 , Erik C. Johnson 20 , Brett J. Kagan 23 , Caroline Krall 1 , Andre Levchenko 24 , Paul Locke 1 , Alexandra Maertens 1 , Monica Metea 25 , Alysson R. Muotri 227 , Paul Rhealton 28 mus 20 , Jesse D. Plotkin 1 , Paul Roach 29 , July Carolina Romero 1 , Jens C. Schwamborn 30 , Fenna Sille ´ 1 , Alexander S. Szalay 31,32,33 , Katya Tsaioun 1 , Daniel Tornero 35 , Jolstein , Jolstein , 36 . 37
使用高密度微电极阵列对脑器官进行功能成像
研究已提供证据表明，人类脑类器官 (hCO) 重现了早期大脑发育的基本里程碑，但关于其功能和电生理特性的许多重要问题仍然存在。高密度微电极阵列 (HD-MEA) 是一种有吸引力的分析平台，可用于在细胞和网络规模上进行神经元网络的功能研究。在这里，我们使用 HD-MEA 从切片 hCO 中获取大规模电生理记录。我们记录了几周内 hCO 切片的活动，并从药理学角度探究观察到的神经元动态。此外，我们还展示了如何对获得的记录进行尖峰分类并随后进行跨尺度研究的结果。例如，我们展示了如何在 HD-MEA 上跟踪几天内的单个神经元以及如何推断轴突动作电位速度。我们还从 hCO 记录中推断出假定的功能连接。引入的方法将有助于更好地理解脑类器官中正在发育的神经元网络，并为它们的功能表征提供新方法。
基于DNA的福克罗诺探针，用于单次单独...
摘要：组织培养物，尤其是脑器官的分析，进行了高度的协调，测量和监测。我们已经开发了一个自动化的研究平台，使独立设备能够实现以反馈驱动的细胞培养研究实现协作目标。由物联网（IoT）体系结构统一，我们的方法可以在各种感应和驱动设备之间进行连续的，交流的互动，从而实现了对体外生物学实验的准时控制。该框架整合了微流体，电生理学和成像装置，以维持脑皮质器官并监测其神经元活性。类器官是用定制的3D打印室进行培养的，该腔室附着在商业微电极阵列上，用于电生理监测。使用可编程的微流体泵实现周期性喂养。我们开发了抽吸培养基的计算机视觉量估计，达到了高精度，并使用了反馈，以纠正媒体喂养/抽吸周期中微流体灌注的偏差。我们通过比较手动和自动化方案的7天研究对系统进行了为期7天的研究。自动化的实验样品在整个实验过程中保持了强大的神经活性，与对照样品相当。自动化系统启用了每小时的电生理记录，该记录揭示了在每天一次的录音中未观察到神经元发射率的巨大时间变化。
用于低氧缺血研究的脑类官
摘要我们当前关于人脑发展的知识主要源自关于非人类灵长类动物，绵羊和啮齿动物的实验研究。但是，由于物种差异和产后和产后脑成熟的变化，这些研究可能无法完全模拟人脑发育的所有特征。因此，补充体内动物模型以增加临床前研究与潜在的未来人类试验具有适当相关性的可能性是重要的。三维脑器官培养技术可以补充体内动物研究，以增强临床前动物研究的转换性和对脑相关疾病的理解。在这篇综述中，我们着重于使用人脑器官的低氧缺血（HI）脑损伤模型的发展，以补充从动物实验到人类病理生理学的翻译。我们还讨论了这些工具的开发如何提供潜在的机会来研究与HI相关脑损伤的病理生理学的基本方面，包括男性和女性之间的反应差异。