技术文章/文献解析

您可在这里查到产品的各类技术文章和文献分析。可通过左侧栏筛选项“研究/应用方向”和“产品/技术”中选择一个或多个选项，即可选择您感兴趣的方向，或者在上方搜索框中搜索关键词，也可查到相关信息。

首页 > 资源 > 文献/文章 > 技术文章/文献解析 > 正文

前沿技术 | 替代动物模型：类器官“测不准”有多大影响？

来源：Promega生命科学 公众号 发布时间：2026-07-02


导语

2025年，类器官替代动物模型的进程接连取得标志性进展。然而，在类器官培养技术快速迭代的同时，亟需同步建立与之匹配的定量表征与验证平台，否则“培养-检测”脱节将成为阻碍其进入监管与临床场景的隐形短板。


多国重磅政策驱动


8700万美元, NIH推动类器官标准化

2025年9月25日，美国国立卫生研究院（NIH）宣布投资8700万美元建立国家标准化类器官模型中心，该中心将利用AI、机器人及多种人源细胞来源的先进技术，建立标准化的类器官模型，以减少对动物模型的依赖，加速生物医学发现与决策[1]。


7500万英镑，英国加速淘汰动物实验

2025年11月11日，英国政府发布明确战略计划，加速淘汰科学研究中的动物实验。核心举措包括设定具体时间表（如2026年底前结束皮肤刺激性动物测试），以推动“器官芯片”、3D生物打印及AI模型等创新替代技术的开发与应用[2]。



类器官功能及药敏检测几大痛点

01 检测标准化与重现性低

传统检测试剂在3D模型中渗透不均，导致数据波动大，重现性差。

02 破坏性检测导致培养成本增高

传统终点裂解法破坏会珍贵类器官样本，且无法进行下一步实验。

03 无法动态追踪

只能看到"结果"，看不见"过程"，错过类器官药物处理过程中的关键药效/毒性时间点。

04 功能读数的维度单一

仅检测细胞活力不足以全面评估药物效果，难以获取更深层的功能信息，如细胞毒性、凋亡、代谢活性变化、细胞因子释放等。

05 检测通量低与难以自动化

类器官培养和检测过程繁琐，难以适应高通量药物筛选的需求。


适用于类器官药敏检测的主要方法


NCI-60升级筛选方法

NCI-60 Human Tumor Cell Lines Screen一直是30多年来的抗癌药物发现和开发研究者，共筛选了超过110,000种化合物260,000次检测。2023年8月 DTP（Developmental Therapeutics Program) 调整了NCI-60 ，将原有的96孔板筛选升级为384孔板，并且使用Promega CellTiter-Glo® 3D进行终点检测，提升了速度、筛选通量和精确度[3]。


英文专家共识规范药敏检测方法

2024年5月，陈晔光院士等专家共同发布首篇类器官药敏检测英文专家共识，该共识旨在为基于患者衍生类器官（PDO）的药物敏感性测试（DST）提供标准化的指导原则，填补了该领域的空白 。共识中提到CellTiter-ATP检测法（CellTiter-Glo® ATP检测法）用于评估药物在梯度浓度下对类器官药物处理后活性的关键可行方法之一[4]。


Promega的CellTiter-Glo® 3D因其卓越的渗透性和稳定性，已成为类器官等3D模型中药敏检测中应用最广泛的方法之一。除了CellTiter-Glo® 3D，Promega还有非常多的在3D培养模型中经过验证的检测方法，适用于多种基质和类器官类型：

1

经典的终点法检测

细胞活力ATP水平检测：

CellTiter-Glo® 3D Cell Viability Assay

被称为类器官药敏检测的“金标准”，其超强裂解性和渗透性专为3D样本设计，高灵敏度以及简单的加样-读取操作非常适配高通量筛选。

细胞增殖检测：

Lumit® hKi-67 Immunoassay

更直接地反应细胞增殖，均质型检测，无需ELISA洗涤孵育步骤，至多2小时可完成检测。

细胞凋亡检测：

Caspase-Glo® 3/7 Assay System

高灵敏度、高性能，需要更少的细胞和酶，经过3D培养物验证。

2

实时动态监测（无需裂解类器官）

细胞活力实时监测：

RealTime-Glo™ MT Cell Viability Assay

高灵敏度72h长时程实时活力监测，检测细胞还原电位，无需裂解细胞，更加节约时间和样本。

细胞毒性实时监测：

膜完整性检测：CellTox™ Green Assay

无毒的荧光染料，可进行成像或使用多孔板格式72h长时程检测；

LDH释放检测：LDH-Glo™ Cytotoxicity Assay

最低可检测<10个细胞的LDH释放，每次只需吸取2-5 μL培养基，可实现多时间点动态取样监测；

胞外ATP检测：

RealTime-Glo™ Extracellular ATP Assay

无需分离细胞提取上清中的ATP，可实时检测培养细胞释放的eATP。

3

多维度类器官药效评估

细胞代谢靶标检测：

（生物发光法，灵敏度大幅优于荧光法）

靶点：NAD(P)/NAD(P)H,Glucose,Lactate,Glutamine/ Glutamate,Malate,BCAA,Glycogen,Pyruvate,BHB,Glycerol,Triglyceride,Cholesterol/Cholesterol Ester,ROS(H2O2),GSH/GSSG,NO,FAO,Insulin,Glucagon。

Lumit® 细胞因子释放检测：

（均质型，比ELISA更简单，2小时完成检测）

靶点：人/鼠HMGB1,人 IFN-γ,人IFN-β,人VEGF-A,人TNF-α,人IL-17A,人Active IL-18,人IL-2,人IL-4,人IL-6,人IL-8,人IL-10,人IL-12,人/鼠IL-1β。

细胞荧光/发光成像

NanoLuc®技术和HaloTag® Janelia Fluor®荧光染料能够实时、无损地监测脑类器官中的复杂生物过程。


图片

扫码咨询产品及试用装



代表性应用数据

3D肝微组织中的脂质代谢

图片

△ 3D InSight™ 人肝微组织（InSphero产品）在含有生理水平（低葡萄糖/低胰岛素，LG/LI）或超生理水平（高葡萄糖/高胰岛素，LG/HI）的葡萄糖和胰岛素，以及添加了游离脂肪酸（与BSA结合，FFA）或低密度脂蛋白血浆组分（LDL）的培养基中分别孵育3天和10天。之后，用PBS洗涤微组织两次，并根据 Triglyceride-Glo™ Assay试剂盒的说明书测定总甘油三酯含量。


胆管癌PDCO抗肿瘤药物大规模HST筛选（使用实时活力监测）

图片

△ 来自大阪国际癌症中心[5]的科学家使用1134种FDA批准的药物，针对源于胆管癌PDCO（患者来源的癌症类器官 ）的二维培养物进行了大规模药物初筛和复筛。采用RealTime-Glo™ MT Cell Viability Assay，3天内监测细胞随时间的增殖。计算第3天和第0天（起点）的发光测量值之间的比率，确定了显示出强烈生长抑制作用的孔（特别是那些比率为≤1.0的孔）。



参考文献：

1. https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-establishes-nations-first-dedicated-organoid-development-center-reduce-reliance-animal-modeling

2. https://www.gov.uk/government/news/animal-testing-to-be-phased-out-faster-as-uk-unveils-roadmap-for-alternative-methods?_refluxos=a10

3. https://dctd.cancer.gov/drug-discovery-development/assays/high-throughput-screening-services/nci60

4. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11155402

5. Ogawa, H., Yoshida, K., Hasegawa, S., Wada, H., Yasui, M., & Tahara, H. (2025). Significance of mouse xenograft tumor model using patient-derived cancer organoids for clinical drug development. Frontiers in oncology, 15, 1485886. https://doi.org/10.3389/fonc.2025.1485886





为何顶尖实验室或药企都转向时程研究？

LDH-Glo™细胞毒性检测系统：更高灵敏度、少量的细胞获取更多的数据！

关闭

电话：010-58256268

技术支持邮箱：chinatechserv@promega.com