在生命科学的不断探索中，科学家们正在突破传统研究方法的局限，寻求以更贴近真实人体的方式进行研究，而类器官技术正是这一研究领域的重大进展。类器官，顾名思义，是在培养皿中通过体外培养干细胞而形成的三维组织结构，能够模拟人体内特定器官或组织的发育和功能。
日前，上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组取得突破，利用人类多能干细胞构建了首个自组织的人类神经肌肉骨骼类器官（human neuromusculoskeletal organoids, hNMSOs），相关论文于2024年12月9日发表在《细胞-干细胞》（Cell Stem Cell）上。
神经、肌肉、骨骼组织之间相互关联、相互依存，对运动调控等正常生理功能的实现必不可少。在发育过程中，这三种组织也是互相影响。骨骼为骨骼肌发育提供支撑，同时骨骼肌与神经细胞建立连接并受到神经调控。在生理或疾病背景下研究这三种人体组织的互作需要合适的模型，技术上，目前相关的方法还比较欠缺。
hNMSOs与以往的将不同类器官进行组装的策略不同，是通过多谱系共发育的策略实现了三种不同组织的分化，即在相同的培养条件下，实现三种组织的产生。而且，研究发现细胞具备极强的自组织潜能，即在无外界引导的条件下，神经、肌肉、骨骼组织可自组织形成独立的区域并保持互相之间的联系。研究人员通过多电极阵列、钙成像等技术，明确了神经组织的电生理功能，以及神经细胞对骨骼肌收缩的控制能力。同时，也发现骨骼组织的支撑对骨骼肌的结构、功能发育十分重要。这些研究都揭示了神经、肌肉、骨骼的功能相关性。
hNMSOs在模拟疾病方面具有优势。比如，关节炎会导致骨组织病变，病人也常出现肌肉功能障碍，而在人体模型中研究相关病理环境下骨骼、神经、肌肉的变化非常困难。研究探索了促炎细胞因子局部诱导骨骼组织病变的情况下，神经肌肉连接的结构与功能也出现异常变化，为后续开展相关研究提供了理论和模型依据。
当然，hNMSOs完全可以被用于研究多种与神经、肌肉、骨骼组织相关的多种疾病，如渐冻症（ALS）、脊髓性肌萎缩症（SMA）等等。
未来的研究方向包括：1）从发育机制层面，hNMSOs可以帮助认识谱系发育、细胞自组织的调控机制；2）从医学应用层面，hNMSOs将可帮助研究多种复杂的疾病机制，从而探索潜在的干预策略。
需要明确的是，类器官还不等于缩小版的器官，其和体内的器官相比还有距离，还需要做很多基础研究去攻关，也需要较长时间的积累发展以拓展技术前沿。但其巨大的应用潜力已经在再生医学修复的探索中得到了证明。
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