類器官作為一種體外細胞模型鸦做，利用單細胞測序技術可以獲得非常接近體內(nèi)器官的基因組特征，通過結合空間轉(zhuǎn)錄組測序進一步得出各類細胞的空間分布特征，適用于多個領域的研究淫茵。
● 研究思路 ●
01?對類器官進行質(zhì)控
通過單細胞測序技術美莫，將類器官與體內(nèi)器官的細胞類型和轉(zhuǎn)錄譜相比較页眯，篩選細胞類型與轉(zhuǎn)錄譜與體內(nèi)器官相近的類器官繼續(xù)用于后續(xù)實驗。
/?文獻案例?/
? ? ? ?本研究通過對來自人類腎臟類器官和人類胎兒腎臟的單細胞數(shù)據(jù)集的綜合分析厢呵，評估類器官與真實腎臟器官細胞類型及分子表達譜的一致性和差異性窝撵。單細胞數(shù)據(jù)分析結果顯示，類器官和胎兒腎器官述吸，都包含了基質(zhì)細胞忿族、內(nèi)皮細胞和腎元細胞等細胞類型。此外蝌矛，還在類器官中發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)細胞道批、神經(jīng)膠質(zhì)細胞和肌肉祖細胞群。同時還對不同細胞類型的表達譜進行了深入分析入撒÷”總之，本研究綜合分析支持了腎臟類器官作為腎臟發(fā)育模型的保真度茅逮，并肯定了其在疾病建模和藥物篩選方面的潛力（1）璃赡。
02?疾病研究
? ? ? ?通過建立類器官疾病模型，進行體外實驗献雅。單細胞測序的優(yōu)勢就是進行細胞異質(zhì)性研究碉考，通過聚類分析得到器官中的各類異質(zhì)性細胞，并進一步分析每一類細胞的分子表達譜挺身，以及不同細胞類型之間相互作用關系侯谁，研究疾病發(fā)生的分子機制≌录兀空間轉(zhuǎn)錄組測序能夠得到基因表達的空間信息墙贱，通過聯(lián)合單細胞數(shù)據(jù)，得到不同細胞類型的空間分布信息贱傀，進一步從空間分布分析得到更多不同細胞類型間的相互作用信息惨撇，深入研究疾病發(fā)生機制。
/?文獻案例?/
?? ? ? ?本研究選用患者源性類器官（PDO）作為臨床前模型府寒，通過50個直腸癌肝轉(zhuǎn)移（CRLM）類器官（來源于原發(fā)腫瘤和配對肝轉(zhuǎn)移病變）魁衙，構建了類器官的生物樣本庫报腔。通過多組學水平（組織病理學、基因組纺棺、轉(zhuǎn)錄組和單細胞測序）對CRLM PDOs進行全面分析榄笙，研究患者以及患者間的腫瘤異質(zhì)性。體外化療敏感性數(shù)據(jù)揭示了PDOs在預測CRLM患者化療反應和臨床預后方面的潛在臨床應用價值祷蝌∶┳玻總之，CRLM PDOs可用于為個性化醫(yī)療提供潛在應用（2）巨朦。
03?器官發(fā)育軌跡研究
? ? ? ?體外類器官由干細胞發(fā)育而來米丘，能夠模擬組織器官的發(fā)育過程。在器官發(fā)育軌跡研究中糊啡，可以選取器官發(fā)育的不同時間點進行單細胞測序拄查，比較不同時期的類器官細胞類型及分子表達譜的變化，從而研究組織器官發(fā)育不同階段重要的細胞類型及調(diào)控因子棚蓄。
/ 文獻案例?/
?本研究通過單細胞測序及單細胞ATAC技術曙博，獲得了3個人類 iPS 細胞系和1個胚胎干細胞系的11個時間點（涵蓋了2個月的發(fā)育過程）的分子表達譜簸搞，建立了一個大腦類器官發(fā)育的多組學圖譜奸攻。通過開發(fā)框架程序Pando（結合了多組學數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)錄因子結合位點的預測）鸣奔，推斷類器官發(fā)育的整個基因調(diào)控網(wǎng)絡，揭示了發(fā)育層次和命運決定的關鍵階段役拴，以及類器官內(nèi)每個細胞的分子表達糊探。結果表明，轉(zhuǎn)錄因子GLI3在人類大腦皮層發(fā)育發(fā)揮重要作用河闰】破剑總之，本研究建立了人類大腦類器官發(fā)育的多組學圖譜姜性，首次證明轉(zhuǎn)錄因子 GLI3 參與了人類前腦模式的形成瞪慧，為如何利用人體模型系統(tǒng)和單細胞技術重建人類發(fā)育生物學提供了框架（3）。
04?藥物篩選及耐藥機制研究
? ? ? ?類器官可以通過模擬真實器官微環(huán)境部念，從而更能準確反應耐藥機制弃酌，應用于藥物篩選及耐藥研究，從而為臨床用藥提供指導印机。單細胞測序能夠通過比較不同藥物處理后，細胞類型及基因表達的變化门驾，探究細胞耐藥和藥物作用機制射赛，從而進行藥物篩選。
/?文獻案例?/
? ? ? ?本研究在體外建立患者來源的肝膽腫瘤類器官奶是，包括4例肝細胞癌（HCC）楣责、2例肝內(nèi)膽管癌（ICC）和1例膽囊癌（GBC）的腫瘤類器官竣灌，對構建的類器官進行了scRNA-seq分析和藥物篩選。結果顯示秆麸，HCC-272在所有樣本中最具腫瘤惡性潛能初嘹，對13種肝癌一線藥物產(chǎn)生耐藥。同時還發(fā)現(xiàn)腫瘤前體細胞標志物CD44在HCC-272中的表達顯著高于其他樣本沮趣。STAT3 抑制劑處理后屯烦，HCC-272對藥物敏感性顯著提高，提示HCC-272可能主要依賴CD44/JAK-STAT通路實現(xiàn)耐藥房铭。細胞互作發(fā)現(xiàn)驻龟，HCC-272中GAPDH+和NEAT1+兩個細胞亞群存在相互作用，GAPDH+亞群可能通過HIF-1信號促進CD44表達升高缸匪，進而激活JAK-STAT信號通路促進廣譜耐藥翁狐，提示細胞亞群互作協(xié)同耐藥有可能是腫瘤耐藥的一個關鍵機制（4）。
● 研究思路總結 ●
引用文獻：
（1）Combes AN, Zappia L, Er PX, Oshlack A, Little MH. Single-cell analysis reveals congruence between kidney organoids and human fetal kidney.?Genome Med. 2019;11(1):3. Published 2019 Jan 23. doi:10.1186/s13073-019-0615-0
（2）Mo S, Tang P, Luo W, et al. Patient-Derived Organoids from Colorectal Cancer with Paired Liver Metastasis Reveal Tumor Heterogeneity and Predict Response to Chemotherapy.?Adv Sci (Weinh). 2022;9(31):e2204097. doi:10.1002/advs.202204097
（3）Fleck JS, Jansen SMJ, Wollny D, et al. Inferring and perturbing cell fate regulomes in human brain organoids [published online ahead of print, 2022 Oct 5].?Nature. 2022;10.1038/s41586-022-05279-8. doi:10.1038/s41586-022-05279-8
（4）Zhao Y, Li ZX, Zhu YJ, et al. Single-Cell Transcriptome Analysis Uncovers Intratumoral Heterogeneity and Underlying Mechanisms for Drug Resistance in Hepatobiliary Tumor Organoids.?Adv Sci (Weinh). 2021;8(11):e2003897. doi:10.1002/advs.202003897
