作为当前最为火热的研究领域之一，类器官为广大研发人员提供了在体外进行仿生学模拟包括真实器官发育、疾病机制研究、药物靶点发现等方面的极大便利，其诸多优点也已被各类文献相继报道。
来自国内顶尖科研机构的案例
关于类器官，其鲜明的特点很多：
一是“热”
从文献发表角度来看，由PubMed 上可检索出近十年的发文量增长了近 50 倍左右。自2009 年培育小肠类器官开始，到后来视网膜、肝脏、肾脏、胰脏、前列腺、乳腺等培育成功的类器官层出不穷，应用场景不断扩大；从入市方面也了解到，从MNC大厂到部分“小而美”外资企业也纷纷布局，国内也涌入大量类器官研究创新公司；甚至在一定程度上引领了交叉学科的发展（比如基于高通量发展的自动化样本采集行业），可见该领域的前景一片欣欣向荣！
二是“难”
难点主要有三：
血管化难，在所有的类器官研究中，尤其以脑类器官为例，其发展并不太顺利，最主要的原因在于脑类器官系统缺乏体内脑组织的微环境、神经元回路、血管生成和免疫系统建立。尤其血管的缺乏往往会导致脑类器官中心坏死，从而进一步干扰其正常发育和神经元迁移路径。尽管许多研究尝试了将其与血管干细胞进行共培养，为上述问题提供了一定的解决方案，但营养供应和真实血液微环境的问题依然是研究人员的一大困扰。
免疫化难，近年来免疫治疗的兴起极大推动了肿瘤研究的发展，然而由于种属特异性、人源化体系的复杂性、免疫系统的部分或无效重组建等问题，致使肿瘤模型面临着巨大的挑战。尽管类器官的出现给肿瘤免疫治疗指出了新的探索方向，但现有的类器官中由于缺乏免疫细胞极大地限制了其深远发展。
系统化难，大量研究表明许多疾病的发生发展都是由多器官系统共同作用完成的，而传统的单个类器官虽然能够较为真实的模拟体内单个器官的功能及环境，但对于研究多系统发生的诸多疾病类型，依然存在一定的缺陷，因此构建多系统类器官模型仍需要科研人员进一步探索和开发。
三是“赛默飞方案来了”
鉴于肿瘤类器官和3D细胞球模型在形态、结构复杂性、表型和对化学疗法的药物灵敏度方面的独特优势，有着比单层生长的细胞更接近人类实体肿瘤环境，可以更好地进行药物谱分析和细胞毒性测试，因此药物的早期筛选越来越依赖于3D细胞培养。近年来肿瘤球状体已被用于优化卵巢癌和肝细胞癌等相关研究。然而， 基于3D细胞球模型进行药物筛选目前仍面临着一些挑战：例如每个样本孔中的细胞球数量以及形状和大小需保持一致，以便降低平行样本之间的差异性。为了应对这一挑战，赛默飞研发人员为大家提供了以下提示和技巧：基于高通量筛选检测生成均匀且可重现的肿瘤细胞球模型以及部分实用分析方法。
基于3D肿瘤细胞球制备和分析的基本工作流程
利用3D细胞球进行药物筛选的另一挑战是如何明确药物渗透性从而优化处理时间。细胞球模型会使实验设计和数据分析变得更为复杂，但这些问题可以通过使用正确的试剂、设备和方案得以解决。本文简明概述了可用于3D肿瘤细胞球评估药物反应的多种高通量检测方案，还提供了一些实用的实验技巧用于处理细胞球和采集数据，以获得最有意义的结果。以下描述的所有细胞球模型均以最适的Gibco™细胞培养基并在Nunclon spherea板中进行培养生成。
2D和3D培养中的球状体形态以及阿霉素处理的有效性。
（A） 处理 后72小时，对照和经阿霉素处理的PANC-1球状体的形态。使用Thermo Scientific™ EVOS™ M7000智能细胞成像系统在4x物镜下采集图像。比例 、尺：650 μm。（B）2D和3D培养中经阿霉素处理的PANC-1（左）和HepG2（ 右）球状体的剂量反应曲线。
细胞活性检测分析。
（A） 图像显示紫杉醇处理后SKOV-3球状体的活细胞/死细胞染色。使用CellInsight CX7 HCS高内涵平台在4x物镜和共聚焦模式下采集图像。在指定的孔中用70%甲醇处理细胞（杀死细胞），将其用作检测的阴性对照。（B）随着紫杉醇浓度增加的细胞活性百分比曲线。在GraphPad Prism 软件中，将使用HCS Studio软件获得的值绘制成曲线，并使用非线性回归进行拟合缩放。N = 2。
细胞凋亡检测分析
（A） 对照和经依托泊苷处理的MDA-MB-231球状体的代表性图像。比例尺：500 μm。（B）Caspase-3/7信号强度与依托泊苷浓度增加的关系图。每种处理浓度均重复作用于六个球状体。根据从HCS Studio软件获得的数据，使用GraphPad Prism软件生成绘图。直方图代表标准差；N = 2。（C）MDA-MB-231球状体的原始通道（左）和经过背景校正的通道图像（右）
细胞增殖检测分析
（B）代表性图像显示未经秋水仙碱和经秋水仙碱处理的T-47D球状体中的Click-iT EdU染色（红色）。使用CellInsight CX7 HCS平台在4x物镜和共聚焦模式下采集图像，比例尺：200 μm。（C）未经秋水仙碱和经秋水仙碱处理的T-47D球状体中细胞增殖的点图分析。使用HCS Studio软件中的通用强度测量工具分析Click-iT EdU信号（y轴）；N = 2。通过非配对t检验得到的与对照的差异分析，P<0.0005
与在标准2D条件下培养的细胞相比，尽管球状体的分析更为复杂，但已证明可对各种基于细胞以及培养上清液的检测进行优化，以测试3D生长的癌细胞中的药物敏感性反应。在大多数情况下，增加药物和3D培养检测试剂的孵育时间有助于使试剂更好地穿透球状体，并产生更有意义的数据。我们建议尽量减少洗涤次数，并代替进行培 养基交换。根据我们的观察，多次离心包含球状体的培养板并不能帮助球状体在底部沉淀，尤其是在球状体固定的情况下。因此，我们建议沿孔侧面小心轻柔地交换缓冲液。对于可以在培养基而非细胞上进行分析的比较研究，例如 PrestoBlue HS试剂或ELISA，基于微孔板的读数是首选方法。然而，当读数基于细胞且涉及多个缓冲液交换步骤时， 例如用于细胞凋亡研究的CellEvent Caspase-3/7 Green检 测试剂或用于细胞增殖研究的Click-iT EdU检测试剂盒，基于图像的读数将产生有关药物细胞效应的更为可靠且可重现的信息。
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