2026 年类器官研究迎来政策东风！国家自然科学基金委增设 “类器官与人工器官” 二级申请代码，将其纳入国家战略布局独立研究赛道。在这一前沿领域，基质辅助激光解吸电离成像质谱（MALDI-MSI）技术正凭借“空间分子可视化”能力，为类器官研究注入新动力。近期，岛津联合南洋理工大学李光前医学院等机构，依托全套MALDI质谱成像方案成功建立人类诱导多能干细胞（iPSC）来源肺类器官分析的标准化实验流程，绘制其脂质空间分子图谱，为类器官功能评估与临床转化提供新路径。

类器官与MALDI-MSI 技术

类器官是源于干细胞的三维细胞模型，可高度模拟人体组织器官的复杂性与个体差异，生物相关性远超传统 2D 培养和动物模型，已成为疾病建模、药物筛选、精准医疗的重要工具；而 MALDI-MSI 技术的核心优势在于免标记原位分析，可高灵敏度、高空间分辨率检测蛋白质、脂质、代谢物等多种生物分子，清晰呈现组织异质性的分子分布特征，用于解决类器官复杂结构内生化过程解析的关键难题。

实战方案：岛津端到端 MALDI 成像解决方案

依托岛津从端到端多设备整合应用，实现高分辨率、高灵敏度 MALDI 成像，可清晰呈现分化后类器官组织内的脂质分布特征（见图 1）。

图1 实验分析流程

实战成果

本研究验证了类器官与人原生肺组织在结构、生化特征上的高度相似性，通过构建组织分化与代谢相关脂质的空间图谱，为评估类器官功能成熟度提供强大工具：

01

类器官与基质精准区分：依托 IMAGEREVEAL MS 软件的 “整合分析” 功能，结合光学与质谱图像确定感兴趣区域（ROIs），通过多元统计分析构建脂质图谱，实现类器官(绿色)与明胶基质区（红、蓝色）的清晰空间聚类（图 2）

图2  ROIs空间聚类分析结果

02

特征脂质精准识别：共鉴定出脂肪酸肉碱（AC）、二酰甘油（DAG）、磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）等16种关键脂质（见表1），其生化特征与类器官形态高度一致。

表1 IMAGEREVEAL MS 鉴定的脂质化合物列表

MALDI-MSI 技术弥补光学显微镜仅能呈现形态轮廓的局限，清晰解析不同脂质的原位空间分布(图3)，各脂质功能定位与原生肺组织生理功能高度契合，为解析肺类器官代谢活性分区与膜组成提供关键依据：

AC：线粒体 β-氧化关键中间产物，富集于代谢活性较高的肺泡样区域

DAG：参与磷脂周转与细胞内信号传   导，富集于细胞外基质区域

PC：反映Clara细胞分泌活性，维持气 道表面液体稳定性与屏障功能

PE：清晰分布于在肺泡上皮膜

图3 肺类器官与人原生肺组织中相关脂质的空间分布¹

（空间分辨率20 μm）

03

细胞尺度实现分子可视化：优化成像参数后，在细胞尺度清晰捕捉到特征脂质的分布规律（图 4）：脂肪酸肉碱（26:4）呈球状分布，与单个肺泡样细胞形态吻合，高度匹配其脂质代谢功能；二酰甘油（34:2）呈网状分布，揭示其在细胞膜重塑与细胞信号传导中的重要作用，实现组织形态与分子特征的精准关联。

图4 细胞水平下，肺类器官中脂质的质谱成像

（空间分辨率10 μm）

总结

未来，伴随类器官研究的不断拓展及国家战略的持续赋能，凭借MALDI-MSI 技术免标记、高灵敏度、高特异性、高空间分辨率的原位分析核心优势，可搭建类器官基础科研向临床应用转化的技术桥梁，依托对患者来源类器官的高分辨率分子成像能力，深入解析患者特异性分子特征，为疾病精准建模、个性化药物筛选提供核心数据支撑，持续赋能生命科学前沿研究与精准医疗发展。

注:文中所涉产品非医疗用途，仅供科研研究参考

致谢

类器官样品由南洋理工大学李光前医学院 Yen Choo 教授团队培养。样品明胶包埋与冷冻切片工作由新加坡国立大学组织学共享平台完成，在此致以诚挚感谢。

参考文献

1. Jain M, Ngoy S, Sheth SA, et al. A systematic survey of lipids across mouse tissues. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2014;306(8):E854-E868. doi:10.1152/ajpendo.00371.2013

本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。