国自然单独立项类器官研究！让 Cytation 赋能实验室高效启航

近日，国家自然科学基金委员会正式发布《 2026 年度国家自然科学基金项目指南》，其中一项变化引起生物医学研究领域广泛关注：“类器官与人工器官”获得独立的国自然基金申请代码 C1004，成为生命科学部重 点培育方向。类器官技术从前沿探索正式升级为国家层面重 点支持的研究领域。

图 1 . 国家自然科学基金委员会网站截图

类器官模型的显著优势

回顾类器官技术的发展，自 2009 年肠道类器官首次成功培养以来，如今已建立起数十种组织模型，实现了从概念验证到系统化应用的跨越。其在多个关键领域展现出显著优势：

1.疾病模型构建：完整保留患者肿瘤的遗传特征和异质性，为研究疾病机制和耐药性提供了更具生理相关性的体外研究平台。

2.肿瘤类器官与药物筛选：支持个体化药敏测试与大规模化合物筛选和靶点验证，显著缩短药物开发周期。

3.药物开发全过程：类器官为药物早期效价和安全性评估提供了生理相关性更强的模型，其相关数据在动物实验 3R  （减少、优化、替代）原则下正日益被监管机构认可，推动药物开发向更高效、更符合伦理的方向发展。

图 2 .疾病建模中的不同类型的类器官

（图片来源：Human organoids as 3D in vitro platforms for drug discovery: opportunities and challenges）

挑战犹存

尽管前景广阔，类器官研究仍面临诸多技术挑战。近期， Hans Clevers 教授在《Human organoids as 3D in vitro platforms for drug discovery: opportunities and challenges 》一文中系统梳理了这一领域的发展现状。文章指出，在类器官建模过程中，研究者必须面对两个核心问题：如何在三维结构中实现物质的有效递送与扩散，以及如何提高组织层面的复杂性和秩序性，使其更接近真实器官。

图 3 .适用于疾病建模和药物安全性评价的先进类器官系统

为此，研究者需根据样本类型与下游应用，选择并优化类器官系统，以平衡复杂性与标准化。这必然涉及自动化、高通量的培养与检测流程，尤其在进入药物筛选阶段时，挑战更为突出。

无论是传统自动化平台还是新型微流控装置，均依赖于高效可靠的检测系统。基于荧光与吸收光的自动化成像与数据处理至关重要，涵盖酶标仪的细胞活力测定，以及高内涵成像的复杂表型分析（图 4 ）。

图 4 .自动化高通量药物筛选策略

高通量筛选平台搭建 a : 传统方式：使用分液器将基质胶-类器官混合物分装到培养板；b-c-e: 生物工程微流控装置生成类器官液滴，加入微孔板、微阵列芯片或者微柱芯片

高通量检测平台设备 f : 基于荧光以及吸光度检测的自动化成像与数据处理：基于酶标仪检测的细胞活力测定，例如 CellTiter-Glo 或 MTT；基于高内涵荧光成像的表型分析，包括疾病标志物表达、酶的活性、代谢动态、形态学变化

一体化方案：Cytation——打造从类器官培养到药物研究的一站式多场景检测平台

面对类器官研究的多元化需求，特别是对于正准备或刚刚搭建类器官平台的实验室，单一功能的设备往往难以满足全部实验需求，研究者常常不得不在多台仪器之间转换，操作成本更高，效率反而更低。

图 5 . Cytation 细胞成像多功能微孔板检测系统：高内涵成像与酶标仪检测高度集成

Cytation 细胞成像多功能微孔板检测系统的出现，为这一问题提供了创新解决方案。这一系统将高内涵成像与酶标检测功能集成于同一平台，实现了从类器官培养、表型分析到功能验证的无缝衔接（图 4 ），研究者可根据检测需求和应用场景，选择最合适的 Cytation 类器官应用方案。

应用场景一：类器官模型构建与开发

对于常规类器官模型的构建来说，通常都需要动态评价类器官的形成过程及形态变化，而一些特殊类器官模型的开发，则需要更为深入内部结构成像或特定功能检测。研究人员可利用 Cytation 的高内涵成像功能，实时监测类器官的形成过程，并对其三维结构与细胞组成进行评估。该成像模块提供从低倍宽场到高倍共聚焦等多种硬件配置，能够满足类器官构建各阶段的成像检测需求（图 6 ）。

图 6 . Cytation 高内涵成像模式支持类器官培养动态监测和多维度表型分析

Cytation 兼容多功能成像和酶标检测的这种双平台设计，能够帮助研究者更好的制定类器官模型建立中的质量标准，确保构建类器官的质量和功能。例如通过多功能酶标仪模块测定类器官的特定蛋白分泌物或者活性，而成像分析模块评价类器官的特定形态结构等（图 7 ）。

图 7 . Cytation 高内涵与酶标检测双系统提供兼容类器官表型和功能的分析方案

应用场景二：药物筛选及药敏测试

基于类器官的药物筛选和药敏测试是药物开发和精 准医学领域最关键的应用场景，通常需要获得基于类器官的表型变化结果和活性检测结果。

Cytation 系统既能进行高通量的细胞活力测定，又能对复杂的表型变化进行定量分析，这种一体化设计意味着研究人员可以在同一台设备上完成所有检测，无需在不同仪器间转移样品。这不仅节省了宝贵的时间，也最大程度保证了实验的一致性和数据的可靠性（图 8 ）。

图 8 .双参数高通量药敏测试。使用 Cytation 明场全孔成像监测类器官表型变化进行药敏测试，无需转移样本直接加入 CTG 试剂，使用 Cytation 化学发光检测模块进行细胞活力检测。

同时，配套 Gen5 软件强大的图像分析和数据管理系统支持高通量分析所需的多项曲线拟合、图片管理及报告导出。

应用场景三：深入的药学研究 ——

BioSpa8 活细胞分析系统的无缝衔接

类器官的应用贯穿药物研究与开发的全流程， 当您的研究方案日益成熟，课题深入，需要开展大规模、长时间的基于类器官的药效动力学研究或长时间谱系追踪时，对自动化、高通量活细胞培养与监测的需求便应运而生。

此时，您可以考虑将 Cytation 与 BioSpa 8  全自动细胞培养箱进行整合，在精确控制环境（温度、CO2、湿度）的条件下，对多达 8 块微孔板进行自动化的长时间程定时成像分析。如果再对接自动化液体处理，则可以完成“细胞分装——类器官培养——培养基更换——高通量细胞活力检测与表型分析”的全自动流程。

除了孔板，BioSpa8 活细胞分析系统也可以为器官芯片提供高通量培养与动态监测。

可以看出，无论是学术研究还是下游行业应用，类器官的需求和场景均日趋多样化。对于新涉足该领域的实验室，Cytation 一体化平台可降低入门门槛与初期成本；而对于经验丰富的团队，它也能提供更高通量与更全面的分析能力。

总结

安捷伦 BioTek Cytation 以多功能一体化的设计，让实验室以更低的启动门槛，获得更全面的类器官表征能力。而当您的实验规模和深度需要扩展时， Biospa 系统已准备好为您打开高通量动态研究的新维度。

从一台 Cytation 开始，构建您高效、可靠的类器官研究体系。