多能干细胞与成体组织来源的类器官
类器官利用干细胞的分化和自组织能力，在体外呈现部分组织结构及功能。2020 年发表于 Nature Reviews Molecular Cell Biology 的综述 Human organoids: model systems for human biology and medicine，讨论了两条主要路径：由多能干细胞形成组织，以及直接从成体组织获取可维持的上皮模型。
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）可以利用个体来源的样本建立细胞库，再产生不同组织；成体干细胞（adult stem cells，AdSCs）来源模型则直接利用取材器官的细胞，通常保留较明确的组织及患者背景。
文章把这一差异与药物用途联系起来。若研究发育中的细胞状态，分化过程本身就是问题的一部分；若希望比较患者癌组织或特定上皮功能，直接取材的模型提供另一种路径。来源不同，后续需要确认的细胞组成也不同。
两类细胞来源的类器官形成方式
多能干细胞来源模型利用发育过程中的信号和细胞间作用逐渐形成三维结构。综述以脑和肝脏等模型说明，有些结构主要依靠细胞自身组织，有些需要不同谱系共同参与。
成体组织模型则重建支持组织干细胞的局部环境。早期肠道类器官研究逐步从动物来源材料扩展到人源材料。随着培养条件改进，上皮自我更新与分化之间的关系也得到调整。
综述指出，后续人源模型已覆盖消化系统及多种其他上皮组织。建立新的组织模型仍依赖对该组织局部环境的认识。少量取材能够形成可扩增的材料，为活体样本库提供基础。
患者来源模型把遗传背景与功能比较结合
囊性纤维化（cystic fibrosis，CF）是综述介绍的药物应用之一。不同 CFTR 变异影响蛋白功能及药物响应，患者直肠类器官可通过功能相关的膨胀变化，比较离子通道功能和干预后的变化。
文章介绍，相关功能实验用于比较 CFTR 增效剂、校正剂及两者联用，并研究某些罕见变异携带者对已有药物的响应。
癌组织也可形成患者来源类器官。综述列举结直肠、胰腺、乳腺及其他癌症模型，用来比较分子特征和药物响应。它介绍的早期研究将患者治疗效果与配对类器官结果对应。在综述引用的一项早期比较中，类器官中无抗肿瘤作用的药物，在配对患者中也未显示疗效；类器官对药物有反应时，接近 90% 的病例也观察到患者响应。
综述指出，当时用于比较体外药物反应与患者疗效的研究，覆盖的癌种和样本量仍有限，需要更大规模的研究检验其临床预测表现。
细胞状态、供者背景与培养批次的变异
不同实验室的“肠道类器官”可能来自成体组织，也可能来自多能干细胞，其谱系、发育阶段和细胞比例不一定相同。综述把来源和培养方式引起的变异列为技术发展的核心问题。
单细胞转录组和表观遗传分析能够把整体信号拆分到具体细胞群，并与人体对应细胞比较。这样可以确定模型中有哪些细胞、保留了哪些状态，以及培养改变是否集中于某一谱系。
供者年龄和遗传背景也会产生差异。对研究个体药物响应而言，这些差异可能正是有价值的信息；对重复实验而言，则需要与批次、培养状态及技术误差分开。
免疫、基质与血管等组成的研究用途
上皮为主的癌类器官可用于许多直接作用于肿瘤细胞的药物比较。若研究免疫治疗、基质影响或药物进入组织的过程，免疫细胞、间质或内皮等成分就具有具体作用。
血管化和组织间交流仍是综述讨论的发展方向。作者提出，可将类器官与芯片结合，让不同组织在分开的培养室中维持，同时交换可溶性物质，以研究组织之间的相互影响。
细胞外基质也是实验变量。基质成分不明确会影响培养状态及药物比较，因而更明确的材料与可控制的生产体系对重复性具有意义。