Cell系列綜述：冷泠團(tuán)隊(duì)全面綜述皮膚類器官的多樣性及其在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

皮膚類器官（Skin Organoid）是一種先進(jìn)的三維（3D）細(xì)胞模型，可在體外模擬真實(shí)皮膚的結(jié)構(gòu)與功能，為傳統(tǒng)的二維（2D）培養(yǎng)和動(dòng)物模型提供了更具生理相關(guān)性的替代方案。

近日，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院冷泠團(tuán)隊(duì)（梁路羚、周加為共同第一作者）在 Cell 子刊Cell Biomaterials上發(fā)表了題為：Skin organoid diversity and applications in biomedical research: A comprehensive review 的研究論文。

該論文綜述了當(dāng)前各類皮膚類器官的研究進(jìn)展，包括原代皮膚類器官、組織工程皮膚以及多能干細(xì)胞來源的類器官。研究團(tuán)隊(duì)將原代皮膚類器官分為表皮類器官、腺體類器官和皮膚腫瘤類器官三類；組織工程皮膚則包含氣液界面培養(yǎng)的皮膚等效物和芯片上皮膚。此外，該綜述還探討了皮膚類器官在皮膚疾病建模、組織修復(fù)和藥物篩選中的應(yīng)用，尤其聚焦于罕見病、感染性疾病及皮膚腫瘤的建模研究。最后，該綜述強(qiáng)調(diào)了當(dāng)前仍存在的挑戰(zhàn)——大多數(shù)皮膚類器官模型缺乏完整的血管和免疫系統(tǒng)，以及標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)性方面的問題。解決這些局限性對(duì)于提升皮膚類器官在生物醫(yī)學(xué)研究和治療創(chuàng)新中的轉(zhuǎn)化潛力至關(guān)重要。

皮膚類器官可在體外建立三維皮膚模型，是生物醫(yī)學(xué)研究的一項(xiàng)重大進(jìn)展。與傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)相比，皮膚類器官能夠在體外復(fù)制皮膚的空間結(jié)構(gòu)和細(xì)胞微環(huán)境。原代皮膚類器官、組織工程皮膚以及多能干細(xì)胞來源的皮膚類器官能夠模擬真實(shí)表皮、皮膚腺體及皮膚腫瘤的結(jié)構(gòu)與功能，從而提升皮膚疾病建模、組織修復(fù)和藥物篩選的水平。

關(guān)鍵突破包括利用原代皮膚細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)生成表皮類器官、腺體類器官和皮膚腫瘤類器官。通過空氣-液體界面培養(yǎng)和“芯片上皮膚”等組織工程技術(shù)可制備組織工程皮膚。而多能干細(xì)胞來源的皮膚類器官則可通過誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化獲得。這些創(chuàng)新推動(dòng)了多種類型皮膚類器官模型的成熟，促進(jìn)了皮膚研究的發(fā)展。

表皮類器官生成的技術(shù)路線圖

腺體類器官生成的技術(shù)路線圖

多種皮膚腫瘤類器官的技術(shù)路線圖

組織工程皮膚生成的技術(shù)路線圖

iPSC 來源皮膚類器官的分化方案

皮膚類器官技術(shù)路線圖

皮膚類器官的應(yīng)用

皮膚類器官模型有望通過構(gòu)建患者特異性的皮膚模型，加速精準(zhǔn)組織修復(fù)和藥物評(píng)估的進(jìn)程，從而徹底改變醫(yī)療健康領(lǐng)域。皮膚類器官模型在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)于遺傳性疾病等罕見病的治療、硬皮病或凍傷所致大面積傷口的組織修復(fù)以及患者特異性藥物篩選具有重要意義。皮膚類器官未來的發(fā)展方向是解決當(dāng)前存在的結(jié)構(gòu)不完整、標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)性等問題。需要通過引入血管、神經(jīng)和免疫等更高級(jí)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升皮膚類器官的復(fù)雜性。同時(shí)，應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，以提高皮膚類器官生產(chǎn)的可重復(fù)性和質(zhì)量，優(yōu)化培養(yǎng)條件，并延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間，從而獲得更加成熟的皮膚類器官。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(26)00148-0