AFM综述：细胞球及类器官芯片最新进展

2023年1月，随着美国食品药品监督管理局FDA宣布新药不再需要进行动物实验，进一步推动了体外模型的市场应用。多细胞球和类器官模型是体外模型中的代表，在疾病模拟、个体化医疗以及药物筛选等许多应用中表现出巨大的潜力。相比于动物模型，多细胞及类器官模型避免了动物伦理的问题，且可以模拟比传统平面培养的细胞模型更复杂、而更具有代表性的生物过程。但是，细胞球及类器官模型的体外构建存在着产量低、批次差异大、体内微环境构建及监测困难等问题。

微流控技术和微纳制造的快速发展，可以满足细胞球及类器官模型在体外构建对工程方法的要求，并针对上述存在的问题进行优化。近日，澳大利亚工程院院士悉尼科技大学金大勇教授、中国科学院上海硅酸盐研究所吕宏旭研究员、新加坡南洋理工大学陈又诚教授和房国成博士后研究员在国际期刊Advanced Functional Materials 发表了题为“Advances in spheroids and organoids on a chip”的长篇综述。该综述首先比较了多细胞球和类器官模型的相似点与不同，并重点介绍了类器官芯片技术在时空信号调控、力学刺激及检测、高通量生产、共培养体系构建、传感成像集成等方面的重要进展，并展望了类器官芯片在将来的机遇和挑战。

图1. 多细胞球及类器官芯片优势总结

图2. 多细胞球及类器官芯片在时空信号调控方面的应用 （A-B）生化信号的梯度空间调控，（C）药物刺激时间调控，（D-E）空间结构对模型内部生化信号的影响，（F-H）模型结构及尺寸的调控

图3. 机械力学刺激信号的构建及检测 （A-D）利用类器官芯片探索流体剪切力对肾脏、胰腺、胃肠以及大脑类器官的影响，（E-F）肠蠕动模拟及肿瘤的拉伸刺激，（G-I）模型力学参数的检测。

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Advances in Spheroids and Organoids on a Chip 

Guocheng Fang, Yu‐Cheng Chen, Hongxu Lu, Dayong Jin

Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202215043

导师介绍

金大勇

https://www.x-mol.com/university/faculty/324966