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类器官研究作为生物医学领域的前沿技术，虽然在疾病建模、药物筛选和个性化医疗中展现出巨大潜力，然而，现有的监测技术在记录时间、空间覆盖范围以及与发育中组织的长期稳定接触方面存在诸多限制，导致类器官的培养无法实现标准化，模型的稳定性不足。与此同时，纳米电子学的快速发展为生物医学研究带来了新的机遇。可拉伸、柔性的纳米电子学器件因其独特的机械性能和生物兼容性，展现出在生物组织监测和调控中的巨大潜力。将纳米电子学与类器官相结合，有望实现对器官类器官的实时、多模态监测，但如何实现两者的无缝集成并保持稳定的电生理学监测仍是亟待解决的关键问题。 哈佛大学刘嘉等人提出的“赛博格类器官”技术它通过将可拉伸的纳米电子学器件与三维类器官无缝集成，实现了对类器官发育过程中电生理学活动的长期、稳定、高分辨率监测，不仅克服了传统监测方法的局限性，还为类器官研究提供了一种新的工具。相关内容在上周发表在《Nature Protocols》上。 赛博格类器官的设计理念 即通过将具有组织级柔性和可拉伸性的纳米电子学器件与三维类器官进行整合，器件的低填充率、亚微米厚度和高可拉伸性等特点使得纳米电子学器件能够与生物组织完美兼容，并在类器官发育过程中保持稳定的电生理学监测。 实验装置 培养腔室、柔性输入/输出接口、数据采集系统等关键组件，这些组件共同构成了一个稳定、可靠的电生理学记录平台。 数据处理 包括信号预处理、尖峰检测、特征提取和聚类分析等步骤，除了从记录的信号中识别出单个细胞的电活动模式，还能通过伪时间分析和轨迹推断技术来重建细胞电生理学活动的动态变化过程，从而揭示类器官发育过程中的功能演变。 |
