多篇研究成果解读近期科学家们在类器官研究领域取得的新成果！

本文中，小编整理了近期科学家们在类器官研究领域取得的新成果，分享给大家！

【1】人造肾脏突破！Science：人工合成信号细胞复刻胚胎发育，高保真肾类器官或将实现器官移植

doi：10.1126/science.adu9122

日前，一篇发表在国际杂志Science上的一项重磅跨学科研究中，来自美国南加州大学（USC）的生物学与工程学研究团队融合干细胞发育生物学与生物工程技术，培育出仿真度更高、实验结果可稳定复现的肾脏类器官，也就是体外干细胞诱导形成的微型肾脏组织模型。

研究人员首先完整绘制人类肾脏胚胎发育分子图谱，从中发现一条过往学界从未报道的全新发育调控轴线，这条轴线主导肾脏核心过滤功能单元——肾单位的有序排布与空间组装。

基于该发育规律，研究人员人工构建出一类 “合成组织者” 细胞，能够在体外类器官内部精准复刻胚胎肾脏关键信号微环境，大幅优化肾脏类器官的生理结构还原度。该技术不仅让肾脏类器官成为肾病机理研究、候选药物药效与安全性评估的可靠临床前模型，也为体外培育可移植功能性肾脏组织这一长期医学目标打下核心技术基础。研究者Nils Lindstrom 博士表示，这项工作最核心的价值在于解决了传统类器官实验重复性差的痛点，稳定可控的体外肾脏模型能够搭建标准化细胞功能检测与疾病模拟平台，最终惠及肾病患者群体。

【2】新突破！Nat Mater：科学家用“懂事的”新材料让类器官整齐生长

doi：10.1038/s41563-026-02519-4

如果你以为养细胞就是往培养皿里一倒、加点儿营养液完事，那你对生物学的认知可能还停留在二十年前。如今，科学家们已经不满足于让细胞在二维平面上“摊大饼”，而是希望它们在三维空间里自己“盖房子”——长成有结构的微型器官，也就是类器官。这些自组织的“小东西”能模仿真实器官的功能，是药物筛选、疾病研究的利器。

然而现实却很骨感，类器官的成长之路堪称一部“失控玩家”：有的长得奇形怪状，有的干脆罢工不长，十个里面九个不同。这种“个性飞扬”让科研人员头疼不已。就像你照着同一份菜谱做菜，每次出锅的味道都不一样，这菜还怎么端上桌？更令人焦虑的是，传统用于培养类器官的材料，比如大名鼎鼎的基质胶，虽然能养出好苗子，却对“施工过程”极不友好。你想把细胞按照设计图纸精准摆放？抱歉，这滩软塌塌的胶根本不配合：4°C时它是液体，细胞放进去直接沉底；温度升到37°C它开始凝固，但这个“可塑期”只有短短两分钟，过了这村就没这店。你还没来得及摆好姿势，它已经定型，把细胞死死卡住，或者干脆挤出去。

据统计，在传统培养方式下，类器官形态的变异系数动辄超过100%。这意味着想要得到一个可靠的实验结果，你得养上成百上千个类器官，再祈祷统计学能救你一命。这不仅仅是效率问题，更是科学可重复性的危机——如果连实验室自己都养不出两锅一样的“迷你肠子”，我们又如何指望用它们来精准预测药物在人身上的反应？正是在这个节骨眼上，加州大学旧金山分校的科研人员亮出了一件“神器”，试图给这场混乱立下规矩。这项发表在Nature Materials上的研究，目标非常明确：能不能发明一种材料，既能像基质胶那样富含营养、支持细胞复杂行为，又能像打印纸一样硬挺，让细胞可以被精确摆放，然后在这个舒适的环境里，整齐划一地“自组织”成类器官？

研究者们设计了一款名为MAGIC矩阵的复合材料，原理并不复杂：他们把一种光学透明、生物惰性的海藻酸盐制成微小的凝胶颗粒，直径跟细胞差不多大。然后把这些颗粒“堆”起来，再往颗粒间的缝隙里填满基质胶。结果就得到了一种既有颗粒支撑力、又有基质胶营养的“三明治”结构。在4°C低温下，这种材料就像湿润的沙子，具有“剪切变稀”的特性——打印头挤过去，颗粒让开一条路，细胞浆料精准到位；打印头离开，颗粒重新堆紧，把细胞稳稳托住。打印时长可达两小时以上，想摆什么造型都行。一旦温度升到37°C，缝隙里的基质胶凝固，整个环境的力学特性又变得和纯基质胶几乎一样，细胞便可以安心地进行后续的“自我装修”。

【3】AI+类器官，双核驱动！国内多团队联手攻破脑癌免疫治疗“筛选+验证”双瓶颈

doi：10.1158/0008-5472.CAN-25-2679

免疫治疗在黑色素瘤和非小细胞肺癌等领域高歌猛进，但在胶质母细胞瘤面前却屡屡碰壁。这种恶性脑肿瘤像一团不断蔓延的野草，手术切不净、放化疗不敏感、靶向药难以入脑。即便经过标准治疗，患者中位生存期仍不足两年。新抗原疗法曾被寄予厚望。这种策略利用肿瘤基因突变产生的异常肽段作为靶标，理论上能训练T细胞精准清除肿瘤细胞。但理论走入临床，卡在了两个环节。

第一个环节是筛选。肿瘤组织中有成千上万的突变，绝大多数并不能产生有效的免疫应答。现有预测工具大多只看肽段与MHC分子的结合力，这相当于只检查了钥匙能不能插进锁孔，却没管钥匙转不转得动。T细胞受体是否真正识别这一复合物，才是免疫应答能否启动的关键。第二个环节是验证。即便算法筛出了候选肽段，传统的ELISpot实验只能在二维培养板里检测T细胞是否被激活，无法反映肿瘤微环境里复杂的细胞间对话，预测结果常常高估肽段的实际效果。这两个障碍长期存在，让新抗原疗法在胶质母细胞瘤中推进缓慢。

胶质母细胞瘤队列中新抗原预测方法的实验验证与性能比较。

近日，Cancer Research发表了一项来自国内多家研究机构的合作成果。研究者没有在单一环节上小修小补，而是从头搭建了一条从智能预测到类器官验证的完整链条。算法的名字叫TCRscore。与现有工具不同，它同时计算三个维度的信息：肽段与MHC的结合强弱、突变基因的真实表达水平、TCR对pMHC复合物的识别可能性。三个维度综合输出一个评分。在126条已知免疫原性肽段的测试中，TCRscore的受试者工作特征曲线下面积达到0.77，阳性预测值比六种主流工具平均高出35%以上。

光有算法还不够，预测结果需要靠谱的实验平台来检验。研究团队从21例胶质母细胞瘤患者的手术标本中成功培养出类器官。这些微型肿瘤在组织形态、基因突变谱和转录组特征上都高度还原了亲本肿瘤，相当于给每一位患者的肿瘤建立了一个体外活体副本。全外显子测序和转录组测序的相关性分析证实，类器官忠实保留了原始肿瘤的核心分子特征。

【4】Nature：256 份患者肿瘤替身建成全球顶级类器官库！CRISPR 绘制癌症致命基因全景图

doi：10.1038/s41586-026-10830-y

当下精准抗癌、类器官建模是生物医药领域持续火热的前沿赛道，传统二维肿瘤细胞系（如 HeLa、A549、MCF-7）支撑了数十年癌症基础研究，却是公认的先天短板：长期体外传代后基因组、转录谱大幅偏移，完全丢失患者个体肿瘤异质性，无匹配临床诊疗背景，大量在细胞系中筛选有效的候选药物进入临床试验后宣告失败。行业长久以来急需可复刻原生肿瘤特征、可稳定传代扩增、绑定完整患者病历的体外肿瘤模型，而患者来源肿瘤类器官恰好填补这一核心空白。

近期发表于Nature的重磅研究，来自英国威康桑格研究所的科研团队搭建起覆盖五大高发消化道与妇科肿瘤的大规模类器官生物样本库，依托全基因组 CRISPR-Cas9 高通量筛选技术绘制首个规模化肿瘤基因依赖性全景图谱，整套标准化模型与多组学数据全部对全球科研人员开放共享，为靶向新药研发、肿瘤个体化治疗开辟全新研究工具。

本次研究聚焦五种临床需求缺口极大的恶性肿瘤，分别是结直肠癌、食管腺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃腺癌，五类肿瘤每年合计造成近 250 万死亡病例，临床诊疗困境十分突出。结直肠癌年新发病例 190 万、死亡 90 万，为全球第三高发癌；胃癌年新发超百万、死亡 77 万，位列第四大癌症致死诱因；胰腺癌因极低五年生存率被称作 “癌王”，食管腺癌、卵巢癌普遍确诊即晚期，现有治疗方案疗效有限，新药研发进度缓慢。

传统细胞系难以还原不同患者、不同肿瘤亚型的差异化病变特征，而本次研究直接依托临床手术、活检新鲜肿瘤组织构建 256 株可长期冻存、稳定传代的患者来源类器官模型，每一株都配套完整患者临床信息，包括肿瘤分期、发病年龄、吸烟史、放化疗治疗史、原发/转移病灶区分等多维临床注释，解决了传统细胞系无临床背景的核心缺陷。

【5】让类器官长出“可控”的隐窝！PNAS研究利用光控水凝胶精准操控人肠组织形态

doi：10.1073/pnas.2533029123

在培养皿里培育出功能完整的人源肠道类器官，是再生医学和疾病研究领域一个备受期待的图景。然而现实并不尽如人意：即便培养基配方不断优化，这些从干细胞分化而来的迷你肠道，在体外始终难以自发形成关键的隐窝结构。即便偶尔出现，隐窝的数量和位置也充满随机性，无法预判，更谈不上控制。这种不确定性，让类器官在药物筛选和疾病建模中的可靠性大打折扣。

过去的研究大多把目光集中在化学信号上，比如各类生长因子、小分子化合物的组合与配比。但细胞的生存空间不止于化学环境，它们脚下的“土壤”，也就是细胞外基质的物理属性，同样深刻影响着细胞的行为。遗憾的是，常规培养用的动物源基质胶成分复杂且批次差异大，更无法在时间和空间上被人为调整。

人肠上皮类器官光图案化的优化策略与参数筛选。

近期，美国科罗拉多大学博尔德分校Kristi S. Anseth教授团队在PNAS上发表了一项研究，正是从“土壤”入手，给出了一个令人意外的解决方案。他们没有沿用天然提取物，而是自主合成了一种聚乙二醇基水凝胶。这种材料的特殊之处在于，其网络结构中嵌入了对光敏感的化学基团。用405纳米波长的激光照射某一区域时，该区域的化学键断裂，凝胶局部瓦解，硬度随之永久下降。这意味着，研究者可以在类器官周围的任意位置、任意时间点，精准地“挖”出一道软沟。

【6】eBioMedicine：类脑器官“现形记”！奥罗普切病毒侵袭胎儿脑组织，机制与寨卡惊人相似

doi：10.1016/j.ebiom.2026.106408

奥罗普切病毒（Oropouche virus）于1955年被发现，长期以来主要在亚马孙地区流行，引起一种发热性疾病，其症状与登革热、寨卡和基孔肯雅热几乎无法区分——这些病毒同样通过蚊虫叮咬传播。这种症状上的相似性，可能是该病毒几十年来被严重漏诊的原因之一。尽管公众对它知之甚少，但奥罗普切病毒从未“罕见”——在巴西北部某些地区，它导致的病例数甚至超过了其他虫媒病毒。

过去，人们认为其分布局限于亚马孙地区，主要因其城市传播媒介——蠓（Culicoides paraensis），是该区域的典型物种。然而，近年来的研究表明，其实际分布范围远比想象中广泛；历史病例的集中可能至少部分反映了流行病学与昆虫学监测的局限性。这一格局在2024年骤然改变。巴西记录到有史以来最大规模的奥罗普切病毒传播扩张。据巴西卫生部数据，当年全国确诊近14，000例，2025年病例数仍居高不下。这是该病毒首次在全国五个地理区域持续传播。

但病例激增并非唯一令人担忧之事。与此同时，死亡病例、垂直传播、流产、死产，以及妊娠期感染妇女所生新生儿出现小头畸形及其他先天畸形的报告相继出现。这些临床研究提示了显著关联，但却留下了一个未解之谜：当胎儿脑细胞被病毒感染时，内部究竟发生了什么？

科学家们无法直接在发育中的人类大脑上研究病毒感染的影响。为了突破这一局限，研究人员采用了脑类器官——俗称“迷你大脑”。这些三维结构由人类干细胞培养而成，能够模拟人脑发育最初数周的多个关键特征。虽然它们不具备意识，也不代表完整的大脑，但其细胞组织方式与胚胎大脑高度相似，使人们能够实时观察病毒如何改变神经组织的发育进程。

研究人员正是从寨卡疫情开始使用这一模型的。2016年，一个研究团队在Science期刊上证明寨卡病毒可直接感染人脑类器官并抑制其生长（Science， 2016， doi：10.1126/science.aaf6116）。这一发现为疫情期间观察到的新生儿小头畸形提供了生物学解释。如今，同一平台被用于研究奥罗普切病毒。

【7】Stem Cell Rep 重磅突破：甘草天然成分锁定 IBD 治疗新靶点，类器官筛选破解临床研发困局

doi：10.1016/j.stemcr.2026.102891

炎症性肠病（IBD）正在全球范围内呈现爆发式增长，据 2017 年《柳叶刀》发布的全球流行病学研究显示，IBD 已在全球六大洲的多个国家出现发病率持续攀升的趋势，其中克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎作为两大核心亚型，已影响全球超数百万人群。患者常年被反复的腹痛、持续性腹泻、严重疲劳与营养不良裹挟，肠道黏膜的慢性炎症与上皮细胞持续死亡，就像一场无法熄灭的野火，不断破坏肠道屏障功能，最终导致肠道结构不可逆损伤，不少患者终末期只能通过手术切除病变肠段维持生命。

目前，以英夫利昔单抗、阿达木单抗为代表的抗肿瘤坏死因子（TNF）中和抗体，已是克罗恩病诱导和维持缓解的一线治疗方案，临床证据已证实TNF是驱动 CD 肠道炎症与上皮损伤的核心致病因子。但遗憾的是，临床中约 30% 的患者对这类抗体治疗初始就无应答，而长期用药的患者中，更有相当一部分会因抗药抗体的产生逐渐丧失疗效，且这类抗细胞因子疗法无法从根本上修复受损的肠道上皮屏障，成为疾病复发、难治的核心症结。因此，开发一种能直接保护肠道上皮细胞免受炎症相关死亡、维持黏膜屏障完整性的治疗策略，已成为 IBD 领域亟待突破的关键方向。

全文的图文摘要。

而长期以来，IBD 新药研发始终困在一个无法破解的死循环里：传统药物筛选依赖的 Caco-2、HT29 等结肠癌细胞系，虽被广泛用于肠道药理研究，却对TNF诱导的细胞毒性极不敏感，哪怕高浓度TNF刺激也无法诱导明显的细胞死亡，完全无法模拟临床中患者肠上皮细胞的病理状态；而常用于TNF相关研究的 L929 小鼠成纤维细胞系，虽对TNF高度敏感，但其在TNF刺激下主要发生坏死性凋亡，与人类肠道上皮细胞的死亡模式完全不同；动物模型则因种属差异，让大量在小鼠体内效果亮眼的候选分子，最终在人体临床试验中折戟。

近日，发表在国际权威期刊Stem Cell Reports上，题为 “Organoid phenotypic screening identified glycyrrhizin that confers protection against tumor necrosis factor-induced cell death” 的研究中，来自日本东京大学、千叶大学等机构的科学家，用一套基于人类肠道类器官的创新筛选体系，完美破解了这一行业痛点，更从传统药食同源的甘草中，找到了一个极具临床潜力的 IBD 治疗候选分子。

【8】发际线有救了！Bioactive Materials：核壳冷冻微针“快递”毛囊类器官，让秃皮长出单双根新头发

doi：10.1016/j.bioactmat.2026.07.004

当代人的焦虑清单上，“头发”大概能排进前三。每天早晨洗漱，看着镜子里日渐后退的发际线，再看看梳子上缠着的那一把，心里难免咯噔一下。米诺地尔涂了，非那雄胺吃了，植发也打听了——可药物只能暂时维持，植发又受限于“拆东墙补西墙”的供区毛囊数量。一个根本问题始终没解决：能不能让光秃秃的头皮上，真正长出排列整齐、密度恰当的新毛囊？

最近，陆军军医大学西南医院张家平教授团队联合重庆医科大学在Bioactive Materials上发表了一项研究，给出了一种颇具想象力的解决方案。他们设计了一款核壳结构的冷冻微针，像快递包裹一样把体外培养的毛囊类器官精准投递到皮肤深层，成功诱导出了单根和双根毛囊单位，而且这些新长出来的头发在7周内走完了一轮完整的生长周期，又进入了第二轮生长期。

要想让毛囊类器官在皮肤里活下来并长出头发，首先得解决两个问题：怎么扎进去，以及怎么活下来。研究人员首先测量了小鼠触须真皮乳头球的直径——这东西相当于毛囊的“发动机”，范围在52到280微米，平均约109微米，和人类的真皮乳头球大小差不多。于是他们把微针的内径设定为500微米，给类器官留足了空间。

微针外壳选用了聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），这是一种在体内可降解的医用高分子材料。和普通封闭式外壳不同，这款外壳壁厚均匀，还开了8个贯通内外的小通道，孔径约57微米。这样一来，微针既能保证单针1.3牛顿的断裂力、足以刺穿皮肤，又能让组织液中的营养物质和生长因子通过通道渗进去，维持类器官的存活。体外实验显示，这款微针能穿透皮肤约766微米，到达真皮深层。外壳在体外14天降解约76%，正好和毛发生长周期合拍。

【9】Cell Stem Cell：人类肾上腺皮质类器官问世！模拟应激激素合成，为肾上腺功能不全提供再生疗法新希望

doi：10.1016/j.stem.2026.02.002

两侧肾脏上方各有两个核桃大小的小内分泌腺。这些就是肾上腺，负责产生帮助控制人体一些最关键功能的激素。在这些激素中，皮质醇对生存尤为关键。它通常被称为“压力激素”，通过调节整体代谢，帮助身体适应各种挑战——无论是情绪上的还是身体上的，如创伤或感染。尽管它在应激和内分泌生物学中处于核心地位，但肾上腺是如何构建的以及它如何运作，仍然知之甚少。

现在，由兽医学院的Kotaro Sasaki和Michinori Mayama领导的研究人员开发了一种实验室培养的类器官系统，该系统重现了发育中的人类肾上腺皮质（肾上腺的外层）的复杂组织结构、发育和功能，为研究其生物学提供了一个强大的平台。这些结果发表在Cell Stem Cell上，有助于为针对肾上腺疾病的再生疗法奠定基础。“肾上腺皮质是一个主要的内分泌器官，是我们应激反应的中心，”Richard King Mellon生物医学科学副教授Sasaki说。“尽管很重要，但肾上腺生物学一直落后于其他器官。我们的目标是在培养皿中创造一个小型肾上腺，以更好地理解人类肾上腺如何形成并开始发挥功能。”

他解释说，肾上腺发育成多个特化的分层，每个分层具有不同的功能，这使得在培养皿中重现尤其具有挑战性。此前，Sasaki及其同事利用人类诱导多能干细胞（成体细胞被重编程为早期胚胎细胞，能够产生多种细胞类型）开发了一个初步的肾上腺类器官系统。但它缺乏关键的功能特征，包括产生皮质醇的能力。

【10】给类器官里的干细胞装上"红绿追踪器"！Nature首次在单克隆精度看清，体外脑发育的时序原来是乱的

doi：10.1038/s41586-026-10916-7

小头畸形、巨脑畸形等先天性大脑皮层结构异常疾病严重威胁新生儿健康，临床数据显示小头畸形新生儿发病率可达万分之几至十几，部分地区巨脑畸形患病比例甚至达到2%，这类发育缺陷的核心诱因，是大脑皮层放射状胶质前体细胞（RGP）增殖、分化的时序调控机制发生紊乱。

近十年来，脑类器官成为神经发育领域的明星体外模型，依靠干细胞自组织能力，科学家可以在培养皿复刻大脑早期细胞分化过程，被广泛用于脑发育缺陷、神经疾病的机制探索。但长久以来学界存在一个核心争议：体外皮层类器官能否完整复刻活体大脑精准的时序发育程序，依靠类器官得出的发育时序相关结论是否具备体内参考价值，始终缺少单细胞、单克隆分辨率的直接实验证据。

近日，奥地利科学技术研究所团队在Nature刊发重磅研究Temporal uncoupling of radial glia lineage progression in cortical organoids，首次将体内成熟的 MADM（双标记嵌合谱系示踪）技术搭建于小鼠胚胎干细胞来源的皮层类器官体系，实现单个放射状胶质前体细胞完整分裂谱系的可视化追踪，直观对比了体外类器官与活体胚胎内干细胞分化模式的本质差异，厘清了类器官模型的适用边界与先天局限性。

MADM 技术的核心优势是通过Cre重组酶介导同源染色体交换，将同一母干细胞分裂产生的两个子细胞标记为红绿两种独立荧光，完整追溯单克隆细胞的全部后代，精准区分对称扩增分裂、不对称神经发生分裂两种核心分裂模式。（生物谷Bioon.com）

生物谷更多精彩盘点！敬请期待！