5 表面的芽狀結構類似於真實腸道中容納幹細胞的口袋 ─ 腸隱窩（intestinal crypts）[2]。 首個類器官的故事 研究界已知道腸道表面負責吸收和分泌的細胞會 定期被由幹細胞分化而成的新細胞更替。然而，科學家 一直未能找出識別這些幹細胞的方法，直到2007年 Hans Clevers的研究團隊取得關鍵突破 [3]，發現了小 腸隱窩內幹細胞獨有的生物標記 Lgr5，故此我們能識 別並分離這些細胞。然後下一個問題是：我們能否在體 外培養這些細胞？佐藤俊郎以博士後研究員的身份加入 Clevers的團隊，嘗試解答這個問題 [2]。 在研究初期 Clevers 及其團隊面臨一個重大難題， 就是腸道幹細胞一旦與腸道內其他細胞分離，就會死亡。 佐藤嘗試了數以千計的生長因子組合，終於找到適合持 續生長的培養條件。他們使用了由三種生長因子組成的 混合配方：R-脊椎蛋白1、表皮生長因子和頭蛋白 [4]。 此外，他們不只是在二維平面上培養細胞，而是選用一 種名為基質膠的多孔柔軟材料，為幹細胞提供類似人體 內的三維生長空間 [5]。 實驗結果令人震驚。 Clevers 博士回憶道：「……〔佐藤〕意識到自己創造 出來的並不只是一團幹細胞，而是跟腸道正常結構相似 的組織，當中不僅囊括上皮所有細胞類型，甚至連不同 細胞也分佈在正確的位置 [2]。」因此這些幹細胞不僅自 我複製，更分化成不同細胞類型，並自動組織成獨特的 球狀結構。 佐藤和 Clevers 並非最早使用「類器官」一詞的人。 自1960 年代中期以來，這個詞已被人用來籠統描述各 種三維組織，定義並不統一。然而，他們 2009 年的發現 為整個領域的迅速發展打響頭炮，在 2010至 2013 年 間科學家運用相同原理，將幹細胞置於添加了生長因子 的三維培養基中，成功培養出胃、結腸、肝和胰的類器官 [5, 6]。隨著類器官的快速發展，它需要一個清晰的定 義。2014 年，Lancaster 和 Knoblich 正式將類器官 定義為「源自幹細胞或器官前驅細胞（將會分化為器官 細胞的細胞），並透過細胞分選和在特定位置下進行細 胞特化，而自我成形的一群器官細胞」，這個定義正正 概括了佐藤、Clevers 等人五年前意外發現的成果[5]。 我們為何需要類器官？ 2013 年，Clevers 和渡邊的研究團隊發表了另一篇 關鍵論文。他們的實驗證明，移植到小鼠腸道受損區域 的腸道類器官仍然能夠正常運作 [7]，它們甚至與原來 的身體組織融合得天衣無縫，以至在顯微鏡下幾乎無法 與周圍組織區分 [2]。 這項發現讓科學家思考將類器官應用於再生醫學 （regenerative medicine）上的可能。使用患者自身 細胞培養類器官使自體移植得以實現，因為將患者自身 組織移植至其體內以取代功能衰竭的器官，就能避免傳 統移植中排斥反應（即患者的免疫系統攻擊來自他人的 移植器官）。2024 年，有研究團隊利用一名第一型糖尿 病患者的身體組織培育出胰（島）類器官，然後移植回 該名患者體內。在移植後 75天，該名患者無需再依賴胰 島素注射 [8]，治療了本為終生的疾病。這單一病例上的 成功突顯了此方法的潛力，因此值得以臨床試驗進一步 驗證。 除了再生醫學，研究人員傳統上一直使用動物模型 代替人類。雖然這確實為治療疾病提供了不少啟發，但 是人類仍有一些大小鼠等動物模型無法比擬的獨特之 處 [9]。 從人類組織培育的類器官正好讓我們窺探這些獨特 之處，典型例子是利用類器官研究被喻為可能是宇宙中 最艱澀的人類大腦。腦的類器官較真正大腦簡單，讓我 們更易理解這個像謎一樣的器官 [10]。有研究人員利用 腦類器官追蹤胎兒腦細胞如何發育與遷移，也有研究人 員將數個腦類器官連接，探究疼痛訊號如何從皮膚傳遞 到大腦 [10]。 更重要的是，若要在囓齒動物上模擬疾病，科學家必 須先了解病因，過程通常耗時一年 [9]。從患者組織培養
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