近日，德国和奥地利的联合科研团队首次定义了器官发育的指标，揭示了组织中三维结构的连通性和结构的出现之间的联系，将有助于科学家设计模仿人体器官的自组织组织。
人体器官具有复杂的充满液体的管路和环路网络。它们具有不同的形状，并且不同器官的三维结构彼此之间的连接也不同。这方面的一个例子是肾脏的分支网络架构，它支持高效的血液过滤。由于缺乏概念和工具，人们很难理解器官发育过程中形状和复杂组织网络是如何产生的。
现在，德国马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所、复杂系统物理研究所和奥地利分子病理学研究所的科学家们首次定义了器官发育的指标。他们提供了必要的工具，将类器官（微型器官）领域转变为一门工程学科，以开发人类发展的模型系统。
研究团队利用成像技术研究来自小鼠胚胎干细胞的类器官，这些起屏障作用的类器官形成复杂的上皮细胞网络。
从类器官研究组织发育有很多优势：与整个组织不同，类器官可用先进的显微镜技术观察，揭示组织深处的动态变化。此外，人们还可创建许多类器官并控制它们的环境以影响它们的发育过程。因此，研究人员能够研究上皮的形状、数量和连接。他们观察了类器官内部结构随时间的变化，发现系统会产生令人惊讶的内部结构，其中有许多环路或通道，就像一个带孔的玩具球。
研究人员发现组织中的连接是由两个不同的过程形成的：要么是两个独立的上皮细胞融合，要么是单个上皮细胞通过将其两端连接在一起而自身融合，从而形成一个环。根据上皮表面理论，研究人员认为上皮细胞的刚性可能是控制上皮融合从而控制组织网络发展的关键参数。