Pharm Biol：我国科学家揭示类器官革命——从肿瘤微环境重建到天然抗癌化合物的发现

组织工程和生物医学技术的迅猛发展，极大地推动了3D细胞培养系统的进步，尤其是肿瘤类器官（tumor organoids）。这些自组装的3D细胞团能够精确复制原代组织的病理特征、基因表达以及表型特性，使其成为癌症研究和药物筛选中不可或缺的工具。

近日，一篇发表在国际杂志Pharmaceutical Biology上题为“Tumor organoids in cancer medicine: from model systems to natural compound screening”的综述文章中，由来自中南大学湘雅医院等机构的研究人员撰写，概述了肿瘤类器官从模型系统到天然化合物筛选的最新进展。

在这篇文章中，研究人员讨论了科学家们在构建能准确反映肿瘤异质性的体外模型时所面临的挑战，并探讨了肿瘤类器官在癌症研究中的应用，特别关注了其在抗肿瘤疗法天然产物筛选中的潜力。近年来，类器官已经成为组织工程学研究领域的重要工具，既带来了令人兴奋的机会，也提出了新的挑战。然而，一个核心问题是：如何人工重建肿瘤微环境，以准确反映其复杂的结构和功能？

从单器官芯片到多器官芯片的转换示意图

研究人员强调，在类器官培养基中选择和优化生长因子及基质生物材料对于确保其功能和生物相关性至关重要。关键因素包括使用的细胞类型、细胞间的相互作用、基质环境以及生物力学影响。尽管科学家们取得了一系列进展，但在类器官内复制血管和免疫系统的功能仍然是一个主要障碍，这需要多种细胞类型的精细共培养和功能性血管系统的开发。

文章中还描述了与类器官生成效率和可变性相关的挑战，并讨论了当前正在进行的努力，旨在提高其在药物筛选和个性化医疗中的预测能力。最近的研究利用患者来源的类器官模型进行天然化合物的筛选，展示了这些模型在开发新型抗癌制剂方面的潜力。将天然产物与患者来源的类器官模型相结合，可能为发现新型抗癌化合物及其作用机制提供一条潜在路径。

最后，研究人员指出，推动类器官在组织工程学中的研究，不仅能加深我们对器官发育和功能的理解，还在疾病建模、药物发现和个性化医疗方面展现出巨大前景，尤其是在整合天然产物的应用上。随着研究和技术的进步，基于类器官的疗法有望显著影响癌症治疗的发展。将天然化合物的创新性研究与类器官技术相结合，不仅可能开辟新的治疗方法，还强调了跨学科合作的重要性，以将这些研究成果转化为临床实践。

参考文献：

Rong Cong,Can Lu,Xinying Li, et al. Tumor organoids in cancer medicine: from model systems to natural compound screening, Pharm Biol. 2025 Dec;63(1):89-109. doi:10.1080/13880209.2025.2458149. Epub 2025 Feb 1