類(lèi)器官的培養(yǎng)及在科研領(lǐng)域中的應(yīng)用盤(pán)點(diǎn)

類(lèi)器官有多熱？

類(lèi)器官并不是這兩年的才興起的研究熱點(diǎn)，早在2013年，《Science》雜志就將類(lèi)器官評(píng)為“年度十大技術(shù)”，2017年類(lèi)器官榮獲《Science methods》生命領(lǐng)域的“年度技術(shù)”，到了2019年，類(lèi)器官甚至成功登上了《Science》雜志的封面。
 

作為前沿?zé)狳c(diǎn)技術(shù)之一，類(lèi)器官不僅獲得了諸多學(xué)術(shù)界頂刊的推薦，還早已獲得我國(guó)的官方推薦。早在2018年，類(lèi)器官模型就已經(jīng)被國(guó)自然基金委列為項(xiàng)目指南的推薦技術(shù)。2021年國(guó)家科技部下發(fā)的《關(guān)于對(duì)“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃6個(gè)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南征求意見(jiàn)的通知》中，也把“基于類(lèi)器官的惡性腫瘤疾病模型”列為“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中首批啟動(dòng)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)任務(wù)。
 

近幾年類(lèi)器官在國(guó)自然項(xiàng)目申請(qǐng)中的數(shù)量也不斷攀升，從2021年的46個(gè)到2022年的67個(gè)。類(lèi)器官相關(guān)研究也必將成為國(guó)自然申請(qǐng)中的大熱門(mén)，中標(biāo)項(xiàng)目數(shù)量可能會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。2023年上半年，“Organoid”相關(guān)文章就有2194篇，遠(yuǎn)超前幾年同期水平，意味著該領(lǐng)域的研究熱度還在升溫。
 

類(lèi)器官相關(guān)文章數(shù)量趨勢(shì)（數(shù)據(jù)來(lái)源：PubMed）
 

類(lèi)器官的3D培養(yǎng)系統(tǒng)

類(lèi)器官（organoid）是體外分化培養(yǎng)的3D細(xì)胞培養(yǎng)物，可以通過(guò)與對(duì)應(yīng)器官的類(lèi)似的空間組織重現(xiàn)對(duì)應(yīng)器官的部分功能，從而提供一個(gè)高度生理相關(guān)系統(tǒng)。

3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)是類(lèi)器官產(chǎn)生的基礎(chǔ)，它通過(guò)懸浮培養(yǎng)建立，使用支架或無(wú)支架技術(shù)以避免細(xì)胞與塑料盤(pán)的直接物理接觸。

➢支架是類(lèi)似于天然ECM的生物凝膠或合成水凝膠，最常用的Matrigel，是由Engelbreth-Holm-Swarm（EHS）小鼠肉瘤細(xì)胞分泌的異質(zhì)凝膠狀蛋白質(zhì)混合物，它主要包含粘附蛋白，如膠原蛋白、巢蛋白、層粘連蛋白和硫酸肝素蛋白聚糖，類(lèi)似于細(xì)胞外環(huán)境，能夠?yàn)榧?xì)胞提供結(jié)構(gòu)支持和ECM信號(hào)。

➢無(wú)支架技術(shù)則是細(xì)胞在重力和表面張力作用下懸掛在平板上的特定培養(yǎng)基液滴中培養(yǎng)的技術(shù)。此外，類(lèi)器官的3D結(jié)構(gòu)也可以通過(guò)“氣液界面”建立，在這種情況下，細(xì)胞在最初浸沒(méi)在培養(yǎng)基中的成纖維細(xì)胞或基質(zhì)膠基底層上培養(yǎng)，培養(yǎng)基逐漸蒸發(fā)并將上層細(xì)胞層暴露在空氣中以允許極化和分化。

相較于傳統(tǒng)2D細(xì)胞培養(yǎng)或者昆蟲(chóng)以及哺乳動(dòng)物等模型，類(lèi)器官模型在各方面都給予了更大的想象空間。

類(lèi)器官的培養(yǎng)

類(lèi)器官可來(lái)源于胚胎干細(xì)胞（ESC）、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）、成體干細(xì)胞（ASC），或者腫瘤組織。

➢對(duì)于ESC/iPSC衍生的類(lèi)器官，ESC/iPSC在各種細(xì)胞生長(zhǎng)因子或小分子化合物（抑制劑/激活劑）以及基質(zhì)膠和細(xì)胞培養(yǎng)添加劑的逐步分化方案下，能夠按照類(lèi)似于原腸胚形成和器官發(fā)生過(guò)程中的發(fā)育線索，從三個(gè)胚層生成類(lèi)器官。

➢對(duì)于ASC來(lái)源的類(lèi)器官，ASC需要從胎兒或成人組織中產(chǎn)生；獲得單個(gè)ASC或含有ASC的組織單元之后，再通過(guò)3D培養(yǎng)方案形成類(lèi)器官。

➢對(duì)于腫瘤組織來(lái)源的類(lèi)器官，腫瘤組織內(nèi)含有小部分具有干細(xì)胞活性的腫瘤細(xì)胞，通過(guò)將腫瘤來(lái)源的組織細(xì)胞或者分離出的腫瘤干細(xì)胞等進(jìn)行3D培養(yǎng)，能夠衍生出腫瘤類(lèi)器官（Tumoroids）。

類(lèi)器官的應(yīng)用

類(lèi)器官作為一個(gè)新興的技術(shù)，在科學(xué)研究領(lǐng)域潛力巨大，包括發(fā)育生物學(xué)、疾病病理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、再生機(jī)制、精準(zhǔn)醫(yī)療以及藥物毒性和藥效試驗(yàn)。

類(lèi)器官的多種應(yīng)用方向（PMID: 32459504）

類(lèi)器官培養(yǎng)使研究人體發(fā)育提供了不受倫理限制的平臺(tái)，為藥物篩選提供了新的平臺(tái)，也是對(duì)現(xiàn)有2D培養(yǎng)方法和動(dòng)物模型系統(tǒng)的高信息量的互補(bǔ) 。此外，類(lèi)器官為獲取更接近自然人體發(fā)育細(xì)胞用于細(xì)胞治療成為可能。通過(guò)類(lèi)器官繁殖的干細(xì)胞群取代受損或者患病的組織，類(lèi)器官提供自體和同種異體細(xì)胞療法的可行性，未來(lái)這一技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也擁有巨大的潛力。使用這項(xiàng)技術(shù)，采用CRISPR/Cas9能夠糾正體外遺傳異常并能夠?qū)⒔】档霓D(zhuǎn)基因細(xì)胞再次回輸入患者體內(nèi)，并在后期整合入組織內(nèi)。
 

在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，患者衍生的類(lèi)器官也被證明為有價(jià)值的診斷工具。在進(jìn)行治療之前，采用從患者樣本來(lái)源的類(lèi)器官篩查患者體外藥物反應(yīng)，旨在為癌癥和囊胞性纖維癥患者的護(hù)理提供指導(dǎo)并預(yù)測(cè)治療結(jié)果。隨著類(lèi)器官培養(yǎng)系統(tǒng)以及其實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，類(lèi)器官應(yīng)用到了各大研究領(lǐng)域。
 

1、通過(guò)類(lèi)器官對(duì)發(fā)育和疾病進(jìn)行建模

研究人員可以通過(guò)類(lèi)器官來(lái)模擬人類(lèi)發(fā)育和疾病，因?yàn)轭?lèi)器官是從人類(lèi)干細(xì)胞或成年細(xì)胞產(chǎn)生的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞生長(zhǎng)而來(lái)的，它們的成分和結(jié)構(gòu)也與原發(fā)組織相似，并且易于操作和冷凍保存。這意味著類(lèi)器官可以用于研究源自干細(xì)胞的人體組織且難以通過(guò)動(dòng)物模型模擬的人類(lèi)疾病分析，研究人員僅需少量的起始物質(zhì)即可培養(yǎng)類(lèi)器官。

因其與對(duì)應(yīng)的器官擁有類(lèi)似的空間組織、保持一些關(guān)鍵特性并能夠重現(xiàn)部分生理功能，而被認(rèn)為是檢測(cè)人類(lèi)生物學(xué)和疾病方面的新模型。相較于細(xì)胞系（cell lines）、基因工程鼠（genetically engineered mouse models, GEMMs）和人源化異種移植鼠（patient-derived xenografts, PDX）這些傳統(tǒng)的研究模型，類(lèi)器官模型（鼠源類(lèi)器官mouse-derived organoids, MDO和人源類(lèi)器官patient-derived organoids, PDO）不但能夠取自正常組織和組織癌變過(guò)程中各個(gè)階段的腫瘤組織，而且其培養(yǎng)體系簡(jiǎn)單易操作，時(shí)間和金錢(qián)成本較低，且具有較高效率，因而得到廣大研究人員的親賴(lài)，被Nature Methods評(píng)為2017年生命科學(xué)領(lǐng)域年度技術(shù)。
 

 

2、干細(xì)胞類(lèi)器官工程

干細(xì)胞生物工程技術(shù)的進(jìn)步提高了控制細(xì)胞類(lèi)型，組織和相互作用的能力，而類(lèi)器官工程正需要通過(guò)直接修飾干細(xì)胞或控制微環(huán)境來(lái)操縱每個(gè)結(jié)構(gòu)層�，F(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)了更精確的合成環(huán)境，通過(guò)用信號(hào)蛋白修飾基質(zhì)的生物惰性區(qū)域，可以更好地控制干細(xì)胞的活性。類(lèi)器官工程技術(shù)對(duì)于一些體內(nèi)環(huán)境成分復(fù)雜、需要精確建模的發(fā)育研究特別有用。

3、類(lèi)器官與精準(zhǔn)醫(yī)療

類(lèi)器官技術(shù)正在成為個(gè)體化治療的工具，運(yùn)用類(lèi)器官技術(shù)進(jìn)行個(gè)體化治療是指，通過(guò)體外對(duì)類(lèi)器官進(jìn)行藥物篩選和基因型分析，制定適合這個(gè)個(gè)體的治療藥物和方法。

截至到目前，不同腫瘤PDOs對(duì)傳統(tǒng)和正在研發(fā)的藥物所產(chǎn)生的反應(yīng)是各種各樣的。對(duì)目前有限的資源研究發(fā)現(xiàn)，大部分PDOs所展現(xiàn)的治療反應(yīng)和相對(duì)應(yīng)的病人剛開(kāi)始對(duì)治療的反應(yīng)是一致的。PDOs也可以用于針對(duì)被動(dòng)或獲得性耐受開(kāi)發(fā)新的藥物。更重要的是，PDOs對(duì)具有細(xì)胞毒性的藥物敏感性較強(qiáng)，因而可以更好的預(yù)測(cè)病人使用后的臨床反應(yīng)。接下來(lái)，研究人員對(duì)大量個(gè)體PDOs的藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，找出共同特征，進(jìn)而對(duì)一類(lèi)相似病人進(jìn)行生物標(biāo)記物開(kāi)發(fā)研究。

➢3.1藥物篩選

類(lèi)器官培養(yǎng)物可用于藥物篩選，這可將腫瘤的遺傳背景與藥物反應(yīng)相關(guān)聯(lián)。來(lái)自同一患者健康組織的類(lèi)器官的建立提供了通過(guò)篩選選擇性殺死腫瘤細(xì)胞而又不損害健康細(xì)胞的化合物來(lái)開(kāi)發(fā)毒性較小的藥物的機(jī)會(huì)。自我更新的肝細(xì)胞類(lèi)器官培養(yǎng)物可用于測(cè)試潛在新藥的肝毒性（臨床試驗(yàn)中藥物失敗的原因之一）。

3.1.1 類(lèi)器官藥物篩選的優(yōu)勢(shì)

速度快：類(lèi)器官構(gòu)建成功率高以及培養(yǎng)速度快。常規(guī)來(lái)說(shuō)，在類(lèi)器官培養(yǎng)一周之后就可以進(jìn)行藥篩。從樣本采集到出具藥敏結(jié)果的全流程已經(jīng)可以很好地控制在2周之內(nèi)。
 

通量高：從可篩查的藥物通量來(lái)說(shuō)，利用類(lèi)器官不僅可以在孔板上進(jìn)行多種藥物的篩查，每個(gè)藥物還可以測(cè)試不同的濃度，多個(gè)實(shí)驗(yàn)平行開(kāi)展。
 

臨床相關(guān)性強(qiáng)：類(lèi)器官用于癌癥藥篩的臨床相關(guān)性和預(yù)測(cè)有效性在多篇研究中都已經(jīng)得到了較為充分的證實(shí)。Vlachogiannis G團(tuán)隊(duì)在Science發(fā)表了腫瘤類(lèi)器官體外藥敏測(cè)試指導(dǎo)臨床用藥的里程碑式研究，在71位轉(zhuǎn)移性胃腸道癌提取了110份組織構(gòu)建了類(lèi)器官，共測(cè)試了55種抗癌藥物。研究結(jié)果顯示，類(lèi)器官藥篩達(dá)到了93%的特異性，100%的靈敏度、88%的陽(yáng)性預(yù)測(cè)率和100%的陰性預(yù)測(cè)率，展現(xiàn)了極高的臨床相關(guān)性。
 

 

3.1.2 類(lèi)器官進(jìn)行藥篩的流程

藥物篩選流程包括類(lèi)器官的構(gòu)建、評(píng)估、藥敏檢測(cè)三大方面：

類(lèi)器官構(gòu)建：類(lèi)器官的樣本來(lái)源通常為腫瘤組織或者胸腹水等惡性積液，主流的培養(yǎng)方法包括較為常用的正置膠滴法、適用于腫瘤和睪丸類(lèi)器官培養(yǎng)的倒置膠滴法、適用于有氣體接觸的黏膜類(lèi)器官（腸、呼吸道）培養(yǎng)的氣液界面法以及需要較大擴(kuò)增（腦類(lèi)器官）的生物反應(yīng)器法等。首先將患者來(lái)源的腫瘤樣本組織通過(guò)機(jī)械剪切得到腫瘤細(xì)胞團(tuán)，再將細(xì)胞團(tuán)酶消化成單細(xì)胞。分離消化后，將細(xì)胞嵌入到基質(zhì)膠中并在96/384孔板上進(jìn)行膠滴的種接，再覆蓋以培養(yǎng)基和細(xì)胞因子培養(yǎng)。類(lèi)器官培養(yǎng)至直徑幾百微米的細(xì)胞小球即可用于藥篩。類(lèi)器官培養(yǎng)特有的重要試劑包括消化液、培養(yǎng)基（例如Wnt、R-Spondin、Noggin等細(xì)胞因子）、基質(zhì)膠（Matrigel等）。

評(píng)估：在培養(yǎng)好類(lèi)器官之后，對(duì)于類(lèi)器官的評(píng)估和驗(yàn)證也至關(guān)重要。通過(guò)基因測(cè)序、免疫熒光、HE染色等方法，從形態(tài)學(xué)、組織病理學(xué)以及分子遺傳學(xué)等多個(gè)維度對(duì)類(lèi)器官進(jìn)行鑒定。評(píng)估的目的是確定類(lèi)器官和原腫瘤具有一致性，這也是進(jìn)行后續(xù)藥篩的前提。

藥物檢測(cè)：類(lèi)器官目前可篩選的藥物種類(lèi)包括化療藥、小分子靶向藥、抗體藥物等。藥篩的核心檢測(cè)檢測(cè)指標(biāo)通常為IC50以及細(xì)胞抑制率，根據(jù)這些指標(biāo)在篩查的藥物中選取對(duì)腫瘤抑制效果最佳的藥物。在中國(guó)的注冊(cè)臨床中，類(lèi)器官以化療藥的敏感性檢測(cè)作為主流應(yīng)用，類(lèi)器官用于檢測(cè)靶向藥和免疫治療的敏感性在未來(lái)還有極大的發(fā)揮空間和應(yīng)用潛力。

3.1.3 類(lèi)器官藥篩的發(fā)展方向

類(lèi)器官藥篩與二代測(cè)序作為組合產(chǎn)品使用，二者在臨床上可以有機(jī)結(jié)合，很好地相輔相成。二代測(cè)序從基因?qū)用嫔蠙z測(cè)出患者的靶點(diǎn)突變情況和潛在的藥物敏感靶點(diǎn)，為醫(yī)生和患者提供初步用藥選擇，但是單憑二代測(cè)序結(jié)果無(wú)法保證完全的臨床療效。部分研究報(bào)道和臨床案例指出，二代測(cè)序篩出的潛在靶向藥并沒(méi)有在實(shí)際臨床上反應(yīng)出有效性，這一部分的不確定性通過(guò)類(lèi)器官可以很好排查。

➢3.2 基因型分析

來(lái)自不同健康器官的類(lèi)器官的生長(zhǎng)，然后對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行全基因組測(cè)序，可以分析器官特異性突變譜。通過(guò)生長(zhǎng)來(lái)自同一腫瘤不同區(qū)域的類(lèi)器官，可以用于研究腫瘤內(nèi)異質(zhì)性。區(qū)域特異性突變譜可以通過(guò)類(lèi)器官的全基因組測(cè)序來(lái)揭示。使用與上述相似的方法，可以利用類(lèi)器官來(lái)研究特定化合物對(duì)健康細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞突變譜的影響。

類(lèi)器官的挑戰(zhàn)

類(lèi)器官培養(yǎng)技術(shù)目前正處于技術(shù)爆發(fā)和科研成果井噴的階段，行業(yè)發(fā)展具有很大的前景，但也面臨較大的挑戰(zhàn)。比如如何利用好人體胚胎的干細(xì)胞建立持久穩(wěn)定的體外模型；培養(yǎng)條件和環(huán)境刺激如何更真實(shí)的模擬還原人體微環(huán)境；科研屬性的產(chǎn)品如何實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，如何轉(zhuǎn)化為臨床產(chǎn)品等。

類(lèi)器官作為新型的藥篩模型，成本雖然較PDX更低，但還是遠(yuǎn)高于細(xì)胞系。類(lèi)器官成本占比較高的包括培養(yǎng)使用的基質(zhì)膠，常用的基質(zhì)膠為美國(guó)BD Biosciences公司的Matrigel®，在行業(yè)內(nèi)處于較為壟斷的地位，價(jià)格較高。Matrigel可以產(chǎn)生類(lèi)似于哺乳動(dòng)物細(xì)胞基底膜的生物活性基質(zhì)材料，幫助多種類(lèi)型的細(xì)胞達(dá)到附著和分化。Matrigel的來(lái)源是小鼠肉瘤細(xì)胞系，除了成本較高的問(wèn)題，同時(shí)批次間存在一定的變異性。且由于是動(dòng)物來(lái)源，對(duì)于有機(jī)類(lèi)的藥物的檢測(cè)有局限性�？紤]到小鼠來(lái)源的細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)于藥物篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定的干擾，因此基質(zhì)的工程技術(shù)開(kāi)發(fā)用于合成外源差異較小的、非動(dòng)物來(lái)源的基質(zhì)膠用于成本下降和性能優(yōu)化將是類(lèi)器官產(chǎn)業(yè)化需要解決的關(guān)鍵性問(wèn)題之一�；�質(zhì)膠以外，培養(yǎng)也涉及多種細(xì)胞因子組合使用，細(xì)胞生長(zhǎng)因子通常也價(jià)格不菲。選擇效果更好的細(xì)胞因子以及嘗試減少使用細(xì)胞因子的數(shù)量也可以帶來(lái)成本下降的空間。

目前大多類(lèi)器官本身并不具備血管化的結(jié)構(gòu)。因此，隨著類(lèi)器官體積的增長(zhǎng)，類(lèi)器官受限于氧氣的缺失以及代謝廢物的增加，可能導(dǎo)致的組織壞死。已有研究構(gòu)建血管內(nèi)皮細(xì)胞微環(huán)境的腫瘤類(lèi)器官，將類(lèi)器官腫瘤細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞在Matrigel上共同培養(yǎng)，生成血管結(jié)構(gòu)以期解決類(lèi)器官血管化缺失的問(wèn)題。

血管化以外的難點(diǎn)還包括模擬腫瘤和免疫環(huán)境的相互作用關(guān)系。2019年Nature Protocol發(fā)表了腫瘤類(lèi)器官和免疫細(xì)胞共同培養(yǎng)的相關(guān)protocol，可以體現(xiàn)和模擬出腫瘤微環(huán)境的部分特征。以上皮類(lèi)器官和免疫細(xì)胞共培養(yǎng)模型為例，可通過(guò)在培養(yǎng)基中添加活化的免疫細(xì)胞、在組織消化成單細(xì)胞后和免疫細(xì)胞共同生長(zhǎng)、添加ECM中的重組細(xì)胞因子等方法重塑類(lèi)器官和免疫細(xì)胞的相互作用。
 

相比于單個(gè)類(lèi)器官，類(lèi)器官系統(tǒng)的構(gòu)建能夠?qū)λ幬锆熜Ш蜐撛诙拘宰龀龈�完整全面的評(píng)估。目前類(lèi)器官僅能檢測(cè)出藥物對(duì)于腫瘤的抑制效果，對(duì)于其他器官組織是否存在其他副作用和安全性風(fēng)險(xiǎn)并不能做出預(yù)判。為了解決這一問(wèn)題，2017年Skardal et al.構(gòu)建了有心臟、肺部、肝臟組成的集成于閉合循環(huán)關(guān)注體中的類(lèi)器官系統(tǒng)，以達(dá)到全面揭示藥物對(duì)不同器官的毒性和藥效的目的。

重復(fù)性(reproducibility)和一致性(consistency)也是類(lèi)器官發(fā)展的重大瓶頸，這很大程度上由于過(guò)程控制的欠缺與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的空白。類(lèi)器官培養(yǎng)過(guò)程中人為因素的過(guò)多參與、自動(dòng)化程度低導(dǎo)致因?yàn)橄到y(tǒng)偶然性造成的誤差較大。同時(shí)，類(lèi)器官檢測(cè)手段十分匱乏，活體觀察主要集中在形態(tài)學(xué)觀察，斷點(diǎn)觀察集中在基于熒光的各類(lèi)指標(biāo)的檢測(cè)，能夠活體實(shí)時(shí)對(duì)類(lèi)器官各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)的光學(xué)、電化學(xué)等手段仍較為欠缺。當(dāng)前，類(lèi)器官很多研究者致力于制造更新的類(lèi)器官，做出之前未能做出的類(lèi)器官，我們可以制作海馬體、垂體、腺體、脾、腎的類(lèi)器官，卻難以確定一個(gè)符合要求的類(lèi)器官需要滿足那些個(gè)體的諸如尺寸、形狀、基因表達(dá)量等，群體的諸如類(lèi)器官之間的方差等統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)。這將限制類(lèi)器官的高效研究與向臨床研究的轉(zhuǎn)化。

對(duì)于類(lèi)器官培養(yǎng)過(guò)程中的工程控制也是亟待解決的問(wèn)題。當(dāng)前類(lèi)器官培養(yǎng)大多使用Matrigel水凝膠作為培養(yǎng)基質(zhì)，Matrigel是康寧生命科學(xué)公司生產(chǎn)的Engelbreth-Holm-Swarm (EHS)小鼠肉瘤細(xì)胞分泌的膠狀蛋白混合物。Matrigel因其含有外源成分，難以應(yīng)用在人的很多治療場(chǎng)景。另一方面，雖然類(lèi)器官與微流控技術(shù)已有一些結(jié)合研究的例子，但使用微流控芯片對(duì)類(lèi)器官生存的流體環(huán)境進(jìn)行模擬仍不成熟，如何使用微流控等技術(shù)對(duì)類(lèi)器官培養(yǎng)時(shí)流體微環(huán)境進(jìn)行控制是亟待解決的問(wèn)題。同時(shí)，現(xiàn)有類(lèi)器官的直徑約在100-500μm之間，雖然具有一定程度的尺度效應(yīng)，但還是難以模擬真實(shí)組織、器官的場(chǎng)景。倘若要制造尺度更大的類(lèi)器官，類(lèi)器官的血管化也是十分重要的問(wèn)題。

總體而言，新興的類(lèi)器官技術(shù)已經(jīng)對(duì)生物醫(yī)學(xué)研究、個(gè)體化醫(yī)學(xué)中的藥物篩選以及與基因組編輯技術(shù)相結(jié)合的基因治療有用。類(lèi)器官的廣泛應(yīng)用尚處于探索的初期階段。廣泛的研究將使3D類(lèi)器官系統(tǒng)能夠補(bǔ)充現(xiàn)有的模型系統(tǒng)，這將在未來(lái)加強(qiáng)基礎(chǔ)和臨床研究。