2025年4月11日，藥品監(jiān)管體系迎來重大變革，美國食品和藥物管理局（FDA）發(fā)布?xì)v史性聲明，計(jì)劃逐步淘汰傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)而采用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的類器官（organoids）和器官芯片（organ-on-a-chip）系統(tǒng)測(cè)試藥物安全性，允許藥企提交基于類器官和器官芯片的非動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為審批依據(jù)，優(yōu)先批準(zhǔn)采用創(chuàng)新測(cè)試策略的企業(yè)。
FDA重磅：逐步取消動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
近10年類器官論文數(shù)量激增，但僅3%整合了蛋白質(zhì)組學(xué)——你的課題是否還在“單組學(xué)裸奔”？
核心痛點(diǎn)：動(dòng)物模型不靠譜？周期長？臨床樣本不夠用？類器官+蛋白質(zhì)組學(xué)，一鍵解決“無米之炊”+“機(jī)制脫節(jié)”兩大難題！
類器官因其高度模擬真實(shí)器官結(jié)構(gòu)與功能，正成為疾病建模與藥物研發(fā)的新寵。然而，僅靠常規(guī)表征（如形態(tài)學(xué)觀察或簡單功能檢測(cè)）難以全面評(píng)估類器官與真實(shí)體內(nèi)環(huán)境的相似性。此時(shí)，蛋白質(zhì)組學(xué)的引入成為關(guān)鍵——它從分子層面揭示類器官模型的真實(shí)性和可靠性，為研究提供更真實(shí)的數(shù)據(jù)支撐！
類器官是由干細(xì)胞或祖細(xì)胞在特定三維培養(yǎng)條件下自組織形成的、在結(jié)構(gòu)和功能上部分模仿真實(shí)器官的微型結(jié)構(gòu)。它們不僅能夠模擬器官的發(fā)育過程，還能展現(xiàn)一定程度的生理功能。
類器官
更真實(shí)：3D結(jié)構(gòu)+細(xì)胞異質(zhì)性，秒殺傳統(tǒng)二維細(xì)胞模型；
更精準(zhǔn)：患者來源類器官（PDO）=“迷你替身”，推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)；
更高效：在藥物篩選與毒理學(xué)測(cè)試中，類器官提供了更可靠的預(yù)測(cè)能力。
類器官已逐漸成為連接基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用之間的重要橋梁。但如何驗(yàn)證其與真實(shí)體內(nèi)情況的相似性？蛋白質(zhì)組學(xué)是答案！
雖然類器官技術(shù)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，但將其與蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)結(jié)合的研究仍處于起步階段。
數(shù)量較少，競爭不激烈：目前已發(fā)表的類器官+蛋白質(zhì)組學(xué)的研究相對(duì)稀缺，尚未形成“卷”的態(tài)勢(shì)；
文章質(zhì)量高，易于沖擊高分：已有的相關(guān)研究如發(fā)表于Nature, Cell, Science Translational Medicine等期刊的文章，表明這一方向具備發(fā)表重磅論文的潛力；
類器官&蛋白質(zhì)組學(xué)文章期刊統(tǒng)計(jì)
技術(shù)挑戰(zhàn)可控，方法體系逐漸成熟：隨著微量樣本蛋白質(zhì)組學(xué)（如單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)和空間蛋白質(zhì)組學(xué)）的發(fā)展，類器官樣本的蛋白組研究已不再“難以下口”。
當(dāng)前正是切入類器官+蛋白質(zhì)組學(xué)研究的黃金窗口期?。?！
常規(guī)表征（如形態(tài)學(xué)或功能檢測(cè)）只能提供表面信息，而蛋白質(zhì)組學(xué)能從分子層面全面評(píng)估類器官與原組織的相似性。例如：
通過差異蛋白分析，驗(yàn)證類器官是否保留了原組織的關(guān)鍵信號(hào)通路和功能蛋白；
通過修飾蛋白質(zhì)組學(xué)（如磷酸化、糖基化），揭示類器官的細(xì)胞狀態(tài)是否與體內(nèi)一致。
2025年2月，挪威科技大學(xué)Chun-Mei Zhao教授團(tuán)隊(duì)在期刊Scientific Data（IF=5.8）在線發(fā)表題為：Proteomics profiling of research models for studying pancreatic ductal adenocarcinoma的高水平研究論文。本研究通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析比較了類器官與原始樣本（包括小鼠和人類的胰腺癌（PDAC）細(xì)胞、球體、類器官和組織）之間的相似性和差異性。結(jié)果顯示，類器官在蛋白質(zhì)表達(dá)譜、形態(tài)學(xué)和功能特性上與原始腫瘤組織表現(xiàn)出較高的相似性，能夠模擬腫瘤的化療藥物耐藥性、高增殖活性和低凋亡活性等關(guān)鍵特征。然而，類器官在某些蛋白質(zhì)的表達(dá)上與原始腫瘤組織存在差異，這可能與類器官的培養(yǎng)環(huán)境和缺乏完整的腫瘤微環(huán)境有關(guān)。盡管如此，類器官仍可作為研究PDAC的重要模型，但使用時(shí)需注意這些差異，并通過優(yōu)化培養(yǎng)條件和結(jié)合多種模型進(jìn)行綜合分析，以提高其研究價(jià)值[1]。
疾病建模革命：疾病類器官模型的蛋白質(zhì)組學(xué)描繪與一致性評(píng)價(jià)
你的機(jī)會(huì)：腫瘤/神經(jīng)/腸道類器官+蛋白組=下一個(gè)“疾病標(biāo)志物”的誕生地！
類器官作為“微型患者模型”，在藥物干預(yù)實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出更高的預(yù)測(cè)性。在對(duì)類器官進(jìn)行藥物處理或基因干預(yù)后，蛋白質(zhì)組學(xué)能系統(tǒng)捕捉分子層面的動(dòng)態(tài)變化，從而：
揭示藥物靶點(diǎn)、耐藥機(jī)制或毒性反應(yīng)的關(guān)鍵蛋白；
構(gòu)建動(dòng)態(tài)蛋白網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)隱藏的調(diào)控樞紐。
2025年3月，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院冷泠團(tuán)隊(duì)在Nature子刊Nature Communications（IF=14.7）上發(fā)表了題為：A skin organoid-based infection platform identifies an inhibitor specific for HFMD的研究論文。該研究開發(fā)了一種基于人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源的皮膚類器官（hiPSC-SO）感染平臺(tái)，鎖定自噬/Hippo-YAP通路為抗病毒靶點(diǎn)，成功鑒定出了手足口?。℉FMD）的特異性抑制劑[2]。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)以人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源的皮膚類器官（hiPSC-SO）作為EV-A71 感染的模型，首次構(gòu)建了EV-A71感染皮膚類器官的單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）和蛋白質(zhì)組學(xué)分析，以研究EV-A71感染的毒力、分子特征和發(fā)病機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了皮膚類器官內(nèi)的多種細(xì)胞類型，包括表皮細(xì)胞、毛囊細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，均表達(dá)EV-A71受體，并且易受EV-A71感染，并進(jìn)一步揭示了其中成纖維細(xì)胞和表皮細(xì)胞是EV-A71的主要靶細(xì)胞，EV-A71感染可降解細(xì)胞外膠原蛋白，從而可能加速皮膚衰老。
該研究還發(fā)現(xiàn)，EV-A71可通過細(xì)胞自噬以及整合素/Hippo-YAP/TAZ信號(hào)通路介導(dǎo)表皮細(xì)胞損傷，從而促進(jìn)祖細(xì)胞的過度增殖，可能促進(jìn)腫瘤發(fā)生。
藥物研發(fā)開掛：藥物作用機(jī)制與耐藥機(jī)制解析
你的機(jī)會(huì)：耐藥性解析、老藥新用，高分文章“流水線”已就緒！
方向1：類器官vs原組織的蛋白表達(dá)一致性評(píng)估（參考2025 Scientific Data胰腺癌研究）
方向2：藥物擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)蛋白網(wǎng)絡(luò)（如化療耐藥性時(shí)空?qǐng)D譜）
定量蛋白質(zhì)組學(xué)+修飾蛋白質(zhì)組學(xué)+單細(xì)胞測(cè)序=多維數(shù)據(jù)炸裂輸出！
藥物靶點(diǎn)研究（熱蛋白質(zhì)組學(xué)TPP/限制性酶解-質(zhì)譜分析LiP-MS）+濕實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證=閉環(huán)研究邏輯，審稿人無法拒絕！
類器官培養(yǎng)易翻車？一站提供類器官培養(yǎng)+蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)服務(wù)！
類器官與蛋白質(zhì)組學(xué)的融合不僅是技術(shù)上的“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”，更是通向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與機(jī)制研究深水區(qū)的有力武器。分子層面的表征讓模型更真實(shí)，干預(yù)后的蛋白動(dòng)態(tài)讓數(shù)據(jù)更真實(shí)。
無論你是基礎(chǔ)研究者，還是臨床科研人員，類器官+蛋白組學(xué)或許正是你沖擊高水平成果的下一個(gè)機(jī)會(huì)窗口。如果你想要進(jìn)一步探索如何設(shè)計(jì)類器官+蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)，或者如何結(jié)合多組學(xué)進(jìn)行整合分析，歡迎留言交流～
[1] <202502-Sci Data-Proteomics profiling of research models for studying pancreatic ductal adenocarcinoma.pdf> [J].
[2] LI J, MA J, CAO R, et al. A skin organoid-based infection platform identifies an inhibitor specific for HFMD [J]. Nature Communications, 2025, 16(1).
@2024北京青蓮百奧生物科技有限公司 京ICP備17052224號(hào)
