论文标题：Perfusion Bioreactor Technology for Organoid and Tissue Culture: A Mini Review

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-7523/5/2/17

期刊名：Onco

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类器官培养是一种新兴且极具前景的三维培养体系，通过该技术已成功从不同器官和组织中构建出三维细胞聚集体。在灌注生物反应器中培养的类器官和组织能够保留肿瘤的遗传和组织学特征，为研究癌症生物学提供了创新途径，同时改善了诊断和治疗手段。本文综述了最新研究中涌现的令人鼓舞的成果，这些成果突显了灌注生物反应器在支持多种来源的组织标本和类器官生长方面的实用性和优势。

图1. 类器官与先进生物反应器技术的示意图。

一、类器官研究

类器官在基础癌症研究中具有巨大潜力，作为一种新型临床前模型，因其保留了原生组织的组织学和基因表达特征，有望用于研究人类疾病的发生机制与生理学特征。尽管目前仍存在诸多亟待克服的局限性，但临床应用领域有望很快取得新进展。类器官的生产与维持成本高昂，其生成受多种因素影响，包括原代组织的细胞组成以及肿瘤内和肿瘤间的异质性。因此，需根据肿瘤类型标准化培养条件，验证类器官生成的实验可重复性。相较于二维培养模型，类器官的重要优势在于其具备血管系统。近年来，研究人员也尝试了多种技术实现类器官血管化，如通过激光烧蚀技术构建微血管结构，运用开创性的3D生物打印技术培育出内皮细胞化的类器官，通过基因工程手段使胚胎干细胞表达人类ETS变体2 (ETV2，一种参与血管内皮细胞发育的转录因子)。在人脑皮层类器官中，ETV2蛋白表达水平的提升与其功能性成熟及获得血脑屏障的多种特征密切相关。

二、生物反应器

传统意义上，生物反应器被定义为用于生产生物材料的容器，其复杂程度、功能能力和尺寸各不相同。生物反应器是体外培养类器官的珍贵设备，相较于静态培养条件，它能更有效地支持不同组织来源的类器官生长、分化与成熟。此外，该设备还能维持和扩增多能干细胞。灌注生物反应器是一种能够模拟并精确调控肿瘤环境的装置，其环境要素包括营养供应、气体浓度与交换，尤其是废物清除。该仪器通过持续稳定地进行营养物质交换与废物成分清除，有效支持并促进细胞生长。通过灌注生物反应器，目前研究人员已对多种癌症表型进行了研究与开发。例如，有研究在动态条件下建立了有效的骨转移性前列腺癌三维体外模型，用于分析流体剪切应力对肿瘤进展及转移能力的影响。

三、结语

类器官代表着超越二维细胞培养的进化飞跃，其特征在于能够重现人体器官和组织形态功能特征。这些新型实验模型在研究和治疗人类疾病 (包括癌症及其关键微环境) 方面具有巨大潜力。然而，要充分发挥其潜力，必须开发出能支持类器官生长、分化与维持，同时保持与原始组织高度一致性的专用设备。在此背景下，灌注生物反应器已成为癌症研究和组织工程领域极具前景的平台 (图1)。这类系统通过提供高度可控且可重复的微环境，精准模拟体内条件，展现出关键优势。未来，研究人员使用灌注生物反应器的目标是开发更精准、更有效的临床前模型，这些模型需针对个体肿瘤特征进行定制，从而降低临床试验的高失败率，加速推进针对性强且有效的癌症治疗方案。

期刊介绍

主编：Constantin N. Baxevanis, Saint Savas Cancer Hospital, Greece

Onco期刊主题涵盖肿瘤靶点和癌症治疗等肿瘤学领域，期刊发表与主题领域相关的原创研究文章、综述、评论文章和病例报告等。期刊目前已被ESCI(Web of Science),Scopus以及DOAJ等数据库收录。

2026 CiteScore：2.0

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