类器官图像分析平台综述

体外细胞培养系统用于针对特定细胞类型的生物学发现和假设驱动研究，以理解作用机制或测试药物。传统的体外培养已应用于接种于二维表面的原代细胞和永生化细胞系。然而，它们在复杂生理环境中不可靠，且不能总是正确预测体内行为。类器官是原代供体或干细胞的多细胞球状体，可替代体外细胞培养系统，并广泛用于生物学、生物医学和转化研究。器官或病变组织的天然异质性、微解剖结构和功能可由类器官等三维体外组织模型表征。类器官在药物发现和个性化药物筛选的体外模型中至关重要。许多成像伪影（如类器官遮挡、重叠、离焦球状体以及尺寸的显著异质性）给传统图像处理带来困难。尽管类器官模型在生物学中功能强大，其大小和形状大多未被考虑。药物反应依赖于单个类器官形态、数量和大小的动态变化，这意味着类器官形状和大小的差异、穿过焦平面的运动以及选择有限的活细胞染色给药物反应和生长分析带来挑战。本研究首先介绍类器官培养系统在医学科学不同学科中的作用重要性及各种类器官利用范围，继而研究操作类器官的难题，随后综述应用于类器官以解决其利用难题的图像分析系统或平台。