15.2.1　多细胞组分

人体器官是由多种类型的细胞按照一定的次序组合起来形成的具有一定功能的结构。在胚胎发育过程中，组织器官的形态发生涉及多谱系分化和不同类型细胞间的相互作用，如间质细胞、上皮细胞和血管内皮细胞等。细胞间的相互作用和多谱系通信可通过激活关键信号通路调节器官发育和组织成熟，最终实现器官特异性功能。与传统2D细胞培养体系相比，类器官包含多种细胞成分，可模拟器官形态发生和一些组织特定功能。目前，多能干细胞（pluripotent stem cells，PSCs）或成体干细胞（adult stem cells，ASCs）衍生的多种类器官模型已在体外成功构建，如肠、肝、肺、肾和脑。大多数类器官模型是通过诱导和培养ASCs或PSCs来源的上皮干细胞通过自组织形成的3D结构，如富含亮氨酸重复-包含G蛋白偶联受体5阳性（leucine rich repeat containing G proteincoupled receptor 5+，Lgr5+）干细胞来源的肠道类器官［1］、性别决定区Y框蛋白转录因子2阳性（sex determining region Y-box transcription factor 2+，Sox2+）神经上皮干细胞来源的脑类器官［2］等。在特定诱导条件下，产生的肠类器官包含肠上皮细胞、内分泌细胞、杯状细胞和潘氏细胞4种主要的肠上皮细胞类型。然而，这些类器官模型仅概括了器官实质部分，仍缺乏血管、结缔组织、周围神经和免疫细胞等其他间质细胞。

大部分间质细胞来源于中胚层，例如中胚层祖细胞衍生的肾类器官可包含肾间质结构和血管网络，这是由于血管内皮细胞和肾祖细胞可以同时诱导［3］。最近的研究通过在类器官培养体系中加入间质细胞成分增加类器官的复杂性。一些肝脏类器官的研究表明，肝母细胞、间充质干细胞和内皮细胞共培养所产生的肝芽组织具有更成熟的表型和增强的肝特异性功能［46］，因此，这3种细胞类型之间存在多谱系相互作用。间充质细胞和肝母细胞可释放血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF），刺激内皮网络的形成［5］。此外，间充质细胞和内皮细胞通过调节TGF-β和Wnt信号，控制肝母细胞的命运。类似地，将间充质干细胞加入肺类器官培养体系，可通过旁分泌作用促进肺泡的分化和类器官形成［7］。这些研究显示，多谱系细胞间的信号传导和通信可以驱动类器官的分化和成熟，并且类似的相互作用也可能在其他类器官体系中发挥作用。(https://www.daowen.com)

除了血管和结缔组织，目前大多数类器官也缺乏免疫细胞。其中，组织驻留巨噬细胞非常重要，参与器官的发育过程和疾病状态下的病理反应［8，9］。组织内巨噬细胞有不同的起源，在胚胎发育早期渗透到不同组织中，在整个生命周期中维持特异功能［10］。脑组织存在的巨噬细胞被称为小胶质细胞。由于小胶质细胞起源于中胚层谱系，由神经干细胞衍生而来的传统脑类器官中不含小胶质细胞类型。最近的一项研究将诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）分化产生的小胶质细胞与不同类型的脑类器官进行共培养［11，12］，通过将类器官移植到小鼠大脑中，可以进一步实现含有小胶质细胞的脑类器官模型建立［13］。在肿瘤类器官中，免疫微环境可影响肿瘤生长和进展以及肿瘤对免疫治疗的反应。因此，实现肿瘤类器官与免疫细胞的共培养对维持肿瘤免疫微环境和肿瘤-免疫相互作用研究至关重要［14］。例如，胰腺癌类器官与骨髓来源抑制细胞共培养中观察到肿瘤生长增强和细胞毒性T细胞增殖受损［15］。总体而言，将间质细胞成分纳入现有的类器官模型可能会改善它们的功能，并使其更接近体内组织的结构和生理功能。