类器官是指来源于组织外植体、肿瘤、干细胞或其他祖细胞的不同细胞类型的 3D 培养物，这些细胞在受控条件下自组织并分化为功能细胞类型，以获得有关器官或身体结构的复杂性、解剖学和生理学的信息。
1. 类器官特征的保留
与标准细胞培养方法相比，类器官的主要优点是培养细胞的 3D 空间排列，模仿其自然形态，并且类器官保留了细胞的细胞和分子机制。
2. 细胞间和细胞间基质相互作用
类器官允许多种细胞类型之间的相互作用，并且类似于器官样的复杂结构，这是任何标准单层培养、球状体甚至两种或多种细胞类型的共培养都无法实现的。 类器官提供了在 3D 水平上研究细胞-ECM 相互作用和细胞间相互作用的机会。
3. 个人层面建模
类器官由个体或患者生成，以提供个体水平的细胞、形态学和其他科学数据。
4. 高通量、高效率的临床前模型
与球状体或标准细胞培养物相比，类器官更类似于体内系统，可以有效地用于模拟疾病机制并测试候选药物和其他疾病**干预措施的疗效。
药物发现
类器官是用于药物毒性测试、药物发现、筛选和验证的快速可靠的方法。 已测试和报道了238种上市药物在肝脏类器官中的毒性，25种心脏类器官中的心脏活性药物，顺铂和庆大霉素在肾脏类器官中的毒性，39种市售的腹泻药物在肠道类器官中的毒性，以及长春新碱和鱼藤酮在脑类器官中的毒性。
疾病建模
基于人类 iPSC 的类器官对病原体敏感，并提供了在细菌或病毒感染期间模拟宿主-病原体相互作用的潜在方法。 大脑和神经类器官已被用于模拟寨卡病毒感染。 肠道类器官已成功模拟轮状病毒病理学，胃类器官已被用于模拟幽门螺杆菌的细菌感染。 来自人类 PSC** 的肺类器官揭示了 SARS-CoV-2 感染的各个方面，包括嗜细胞性、遗传特征如何影响对病毒感染的易感性、病毒进入宿主并在宿主中复制的机制、宿主细胞反应以及细胞和代谢感染的变化。
发育生物学
类器官可用于模拟形态发生事件，以提供对组织和器官发育和功能的详细见解。 由小鼠和人类胚胎干细胞组成的类器官在培养物中经历自组织和原肠胚形成，为哺乳动物早期发育提供了新的见解。 此外，类器官为研究不同条件下的自组织机制提供了一个模型系统，增加了我们对自组织和复杂多细胞行为的体外控制的理解。
个性化医疗
类器官是研究疾病发病机制、个体对疾病反应的人与人差异以及帮助适应个体需求的最佳模型。 类器官具有研究器官发育和功能、疾病进展或感染过敏中各种共享或独特机制的潜力，这些机制可能与永生化细胞系或动物模型中涉及的机制不同。