正如本号前文《类器官是什么？》所述，当代意义下的“类器官”，实际上是指在三维培养体系中，细胞通过干细胞自组织形成的微型结构。这些结构仅在形态或分子标记层面表现出与某些组织的有限相似性，偶尔具备来源器官的外观特征，但仍难与真正器官等同。大量研究指出，类器官虽可在体外自发搭建早期组织样框架，但本质上仍是带有人为色彩的异质性细胞集合：在细胞类型多样性、成熟度与生理功能等方面存在明显短板，其结构与功能也面临当下难以克服的局限，尚不足以真正替代体内完整器官。接下来本号将对类器官的不足之处进行逐一梳理。

从来源上看，部分类器官来自胚胎干细胞。然而，现阶段，可经生殖系整合验证，并与早期着床前胚胎相似的“原始多能态”（naïve pluripotency）胚胎干细胞仅在小鼠与大鼠中获得了确凿证据；包括人类在内的其他哺乳动物胚胎干细胞虽源自囊胚内细胞团，却只能在现有培养体系下维持于“启动多能态”（primed pluripotency）—— 一种已进入囊胚发育的更后期阶段、表观遗传和信号通路均与始发态显著不同的多能状态。原始多能态细胞具有开放的染色质构型、较低的DNA甲基化水平和独特的信号依赖性，可在体内高效形成嵌合体和参与生殖细胞的形成和发育；相反，启动多能态细胞往往缺乏这些关键特征。由于尚未完全掌握人类和非人灵长类动物的稳定、可逆的原始多能态胚胎干细胞诱导与维持条件，导致其衍生类器官在细胞分化潜能、时序、转录和表观调控上都难以精准对应个体早发育期的器官发生轨迹，从而为“是否能充分模拟体内器官形成”这一根本问题留下疑问。未来若要借类器官模型深入解析胚胎器官发生、疾病易感窗口或跨代表观遗传等主题，仍需系统阐明原始多能态胚胎干细胞的调控网络、建立跨物种可比的培养体系，并通过生殖系嵌合或嵌合胚胎实验验证其功能完整性。

此外，类器官往往缺乏关键的细胞类型和成熟度，其基因表达谱和细胞分化程序并不完整，加上许多特定细胞亚型的标志基因表达不足，导致细胞分化不充分、功能表现受限。多能干细胞来源的类器官虽可在体外重构出一定的三维结构，但其细胞谱系与成熟度普遍偏“幼稚化”。例如，对26种人脑类器官、近170万细胞的整合单细胞转录组分析显示，多数样品仅覆盖早期神经前体与部分兴奋性神经元，明显缺乏发育后期出现的室管膜细胞、少突胶质细胞等关键细胞亚型，且与同期胎脑的相似度随发育进程迅速下降，出现所谓的“发育停滞”现象。在内胚层来源类器官中，如人源肝、肠道类器官常长期维持胎儿期肝标志基因（如AFP、FGB）的高表达，而标志成体肝功能的药物代谢相关基因（如CYP450家族与UGT1A亚家族中的UGT1A1等）水平显著低于正常肝组织，提示肝类器官的代谢成熟度不足。肿瘤类器官则缺乏肿瘤相关成纤维细胞、血管内皮及免疫浸润细胞的“稀缺微环境”，从而导致其对药物敏感性和免疫治疗响应的预测出现偏差。总而言之，跨实验室比较研究结果显示，目前绝大多数类器官在细胞组成和形态上仍呈高度异质，成熟度、批间稳定性和时序一致性均存在显著差异，难以实现标准化。

综上，关键细胞亚型缺失、发育程式停顿与表达“婴儿化”汇聚成成熟度不足这一总瓶颈；在该瓶颈未被跨越前，类器官难以承担体内完整器官的替代性研究任务。

【本文得到了 “中国科学院战略生物资源专项实验动物平台项目” 的支持。】