随着生物医学技术的不断进步，科学家们已经能够在培养皿中从干细胞中创造出复杂的类器官，这为研究人类发育、疾病建模和新疗法的开发开辟了新的途径。最近，上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组取得了突破性进展，成功构建了首个自组织的人类神经肌肉骨骼类器官（hNMSOs），相关论文发表在《细胞-干细胞》杂志上。
hNMSOs包含三个区域：神经区域、骨骼肌区域和骨骼区域，分别模拟了人的脊髓、骨骼肌和骨骼组织。通过形态结构、基因表达以及与人体三种组织的比较，研究人员明确了hNMSOs的身份特征。
与以往将不同类器官进行组装的策略不同，hNMSOs通过多谱系共发育的策略实现三种不同组织的分化。在合适的培养基中，干细胞聚集形成拟胚体，经过三周左右的培养，拟胚体会形成两个结构区域，在进一步的培养中（约1个月），类器官会呈现上述的神经、肌肉、骨骼三个区域，即，培养至1个月的类器官已经出现了三种谱系自组织形成的组织区域。
功能成熟需要更长时间（数月），由于hNMSOs包含了三种组织，每种组织的成熟评价标准并不相同。研究人员结合多电极阵列、钙成像等技术，明确了神经组织的电生理功能，以及神经细胞对骨骼肌收缩的控制能力。同时，他们也发现骨骼组织的支撑对骨骼肌的结构、功能发育十分重要。这些研究都揭示了神经、肌肉、骨骼的功能相关性。
hNMSOs在模拟疾病方面具有广泛的应用。例如，关节炎会导致骨组织病变，病人也常出现肌肉功能障碍。在hNMSOs模型中，研究人员探索了促炎细胞因子局部诱导骨骼组织病变的情况下，神经肌肉连接的结构与功能也出现异常变化，为后续开展相关研究提供了理论和模型依据。hNMSOs完全可以被用于研究多种与神经、肌肉、骨骼组织相关的多种疾病，如渐冻症（ALS）、脊髓性肌萎缩症（SMA）等等。
hNMSOs的构建为研究发育机制、探索复杂疾病机制和靶点发现提供了宝贵的工具。从发育机制层面，hNMSOs可以帮助认识谱系发育、细胞自组织的调控机制。从医学应用层面，hNMSOs将可帮助研究多种复杂的疾病机制，从而探索潜在的干预策略。
类器官技术面临的挑战之一是需要更长的时间和更复杂的培养系统来培育出完全成熟且功能齐全的类器官。同时，类器官的研究也面临着伦理考量，比如脑类器官是否可能出现意识等问题。
尽管如此，类器官技术已经展示出巨大的应用潜力，主要是因为其可以体现人源乃至个体特异遗传背景，从而助力疾病机制和靶点发现的应用。另外，对于部分器官组织，如视网膜、肠道、肝脏等，类器官技术也已经被应用于再生医学修复的探索。随着类器官技术的进一步发展，其应用潜力更值得期待。
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