赛博格类器官集成可拉伸纳米电子器件：助力类器官发育功能研究

《Nature Protocols》：Cyborg organoids integrated with stretchable nanoelectronics can be functionally mapped during development

为解决理解类器官发育和功能复杂过程中对细胞活动长期单细胞分辨率监测的难题，研究人员开展了赛博格类器官技术研究。将可拉伸纳米电子器件集成到 3D 类器官，实现长期功能监测。该技术有望改进疾病模型、药物筛选和个性化医疗。

　　类器官（Organoids）是体外微型化的器官细胞模型，为研究器官发育、疾病机制和药物筛选提供了机会。理解控制类器官发育和功能的复杂过程，需要能够在整个三维（3D）结构中，以单细胞分辨率对细胞活动（如电生理和机械活动）进行连续、长期监测的方法。赛博格类器官技术通过在器官发生过程中，经二维到三维组织重构过程，将具有类组织特性（如组织级柔韧性、亚细胞特征尺寸和网状网络）的可拉伸网状纳米电子器件无缝集成到 3D 类器官中，满足了这一需求。这种方法能够进行纵向、组织范围的单细胞功能映射，克服了现有技术在记录时长、空间覆盖范围，以及在类器官发育过程中与组织保持稳定接触能力方面的局限性。本实验方案描述了可拉伸网状纳米电子器件的制造、表征、电学性能、与类器官的集成，以及获取需要多模态数据分析技术的长期功能性类器官活动的方法。赛博格类器官技术是研究类器官发育和功能的变革性工具，在改进体外疾病模型、药物筛选和个性化医疗方面具有潜力。该流程适用于多学科团队中，在干细胞生物学、组织工程、纳米电子器件制造、电生理学和数据科学领域有专业知识的人员。