5.2　胰腺类器官的构建

此前的大量研究致力于阐释胰腺的发育和功能、解析胰腺的生理和病理机制、寻找糖尿病和胰腺肿瘤等胰腺相关疾病的有效治疗方法，而这些研究高度依赖于有效的胰腺体内外模型。但是由于人体的胰腺活检存在引发胰腺炎症等众多致命风险，难以获得满足研究需求的人体胰腺组织样本，因而绝大多数研究只能依赖于小鼠和斑马鱼等动物模型。然而，由于动物和人在遗传背景和病理机制等方面存在差异，这些基于动物模型的研究难以精准地反映人类的生理和病理过程。

近年来，利用各种来源的人体细胞构建胰腺体外模型成为研究热点。以永生化胰腺细胞系作为体外模型部分解决了人类胰腺细胞的来源问题，但其应用则受制于两个致命弱点：①永生化细胞在培养过程中极易发生基因表达的改变和细胞功能的丢失，难以维持稳定的性状表型；②体外二维培养的永生化细胞缺乏应有的组织结构、细胞间相互作用等关键要素，难以重现体内组织的功能。基于细胞自组装特性的三维培养技术，为解决二维培养细胞在体外组织发生及功能模拟上的缺陷提供了新思路；21世纪初出现的、基于胚胎干细胞体外分化和自组装的拟胚体技术是细胞三维培养的代表，为模拟胚胎早期发育的原肠运动（gastrulation）过程供了独特的动态体外模型［8］。在此基础上，得益于新型细胞外基质（例如源于Engelbreth-Holm-Swarm小鼠肉瘤细胞分泌的Matrigel等）在三维培养系统中的广泛应用，类器官培养技术应运而生。2009年，Hans Clevers团队率先使用Matrigel包埋的培养方法，实现了小鼠小肠干细胞的体外维持、扩增和分化［9］；在Wnt信号通路激活剂、BMP和TGF-β信号通路抑制剂以及细胞因子EGF和FGF10的诱导下，小肠干细胞在Matrigel中形成与小肠具有相似细胞组成和结构的、可长期维持和扩增的小肠类器官。在后续的研究中，类器官培养技术开始大量应用于小鼠和人体的各种组织的体外维持和扩增，并建立了包括胰腺类器官在内的多种类器官培养系统。作为体外模型，胰腺类器官克服了动物模型以及二维培养永生化细胞的一系列短板问题，在研究胰腺器官发育、疾病模拟、药物筛选和胰腺组织体外再造等方向具有广阔的应用前景。(https://www.daowen.com)

胰腺类器官根据起始细胞的来源可以分为：胚胎细胞来源、成体细胞来源、多能干细胞及下游干细胞来源三大类。胰腺类器官根据胚层来源可以分为：仅包含内胚层来源细胞的类器官及包含两种以上胚层（内胚层、中胚层等）的类器官两大类。