Organoid research in diabetes and cardiovascular diseases: bibliometric mapping of knowledge evolution and emerging frontiers in organ-on-a-chip systems, bioprinting, artificial intelligence, and multi-omics
这项针对 2016 年至 2025 年间 802 篇出版物的文献计量学分析，描绘了糖尿病和心血管疾病领域类器官及器官芯片研究的快速演进，强调了在生物打印、单细胞组学和人工智能驱动下，向高保真疾病建模转变的范式转移。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
想象一下，你正试图在培养皿中建造一座微小的、运作中的城市，以了解当风暴来袭时，真实的城市是如何崩溃的。几十年来，科学家们一直尝试通过在玻璃载玻片上铺设扁平的二维瓷砖（细胞）来实现这一目标。但真实的城市并非是平面的；它们拥有摩天大楼、地下隧道以及复杂的社区交互，是在三维空间中存在的。为了解决这个问题，科学家们开始构建“类器官”——即能够自我组装、生长成人类器官（如心脏和胰腺）微缩三维版本的细胞团。你可以把它们想象成活生生的、会呼吸的乐高积木，比以往那些扁平的瓷砖能更真实地模拟现实。
然而，糖尿病和心脏病就像是一场“双重风暴”；它们经常同时袭击人体，既破坏了处理糖分的工厂（胰腺），也破坏了泵（心脏）。单独研究它们，就像是在试图修理汽车引擎时却忽略了燃油管一样。科学家们现在正致力于将这些微型器官模型与超级先进的工具结合起来，例如3D生物打印机（逐层打印活体组织）、“器官芯片”系统（模仿血液流动的塑料卡片式微型实验室）以及用于读取数据的人工智能（AI）。核心问题在于：这种全新的科学研究方式增长得有多快？它又将走向何方？
这篇论文就像是一个为这场竞赛绘制的巨大地图。作者们（由 Chao Fu 和 Chunlin Li 领导）并没有亲自构建一个新的类器官，而是使用了一种被称为“文献计量学”的方法，扫描了 2016 年至 2025 年间发表的 802 篇科学论文。他们将这些论文视为雪地里的足迹，追踪着科学家们曾去过哪里、谁在开展合作，以及他们正在使用什么工具。他们发现，这个领域正在爆发式增长，每年增长近 20%，并在 2021 年开始出现活动量的巨大跃升。美国和中国是两个最大的参与者，引领着一个正在发生转向的全球团队。
这张地图揭示了一个清晰的方向转变。在早期阶段，科学家们主要关注的是“我们如何构建这些微型器官？”但论文表明，该领域已经趋于成熟。现在的焦点已从单纯构建模型，转向将它们作为高保真模拟器，用以精确理解糖尿病是如何损害心脏并测试新药的。作者们发现的最令人兴奋的“前沿”领域包括：整合生物打印技术以使这些模型更加精准、利用单细胞测序技术来读取这些“细胞团”内单个细胞的遗传密码，以及利用人工智能来帮助处理这些模型产生的海量数据。
作者们指出，我们正在从孤立的实验转向一个“基于平台”的未来。想象一下这样一个工厂：生物打印机负责建造器官，芯片提供血液流动，而人工智能则充当质量控制经理，所有这些都在协同工作，共同创造出一个完美的药物测试平台。虽然论文指出这是一个快速扩张且充满前景的领域，但也提醒我们，我们仍处于开发阶段。工具正在变得更好，协作正在变得更强，目标也非常明确：创造出如此真实的模型，以便在我们真正接触到人类患者之前，就能帮助我们预防和治疗糖尿病与心脏病之间复杂的相互作用。
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