为什么需要组织层面的模型
2019 年发表于 Nature Reviews Genetics 的综述 Induced pluripotent stem cells in disease modelling and drug discovery，讨论疾病模型怎样从细胞层面走向多细胞组织。作者指出，早期 iPSC 研究已测量到运动神经元、心肌和其他细胞的疾病变化，但不少病理还涉及细胞之间及细胞与基质之间的关系。
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）形成类器官后，不同细胞可逐步形成一定的空间排列，并在局部相互作用。神经迁移、上皮分泌和组织受力因此成为可以与单细胞指标分开研究的问题。
神经迁移与肠神经相关功能
神经类器官使发育时的细胞位置和迁移能够被观察。综述介绍小头畸形相关模型中的过早分化与神经组织面积变化，以及不同遗传病模型中的神经元生成、迁移和突起生长异常。
在综述介绍的自闭症类器官研究中，FOXG1 表达增多伴随 GABA 能抑制性神经元比例升高，神经元分化向抑制性细胞倾斜。
肠道模型可包含多类上皮细胞；加入肠神经成分后，能够研究收缩波等功能。综述中的 PHOX2B 相关材料呈现神经系统组织异常，将遗传因素、神经组织与肠道运动联系起来。
胆管类器官同时比较疾病和药物反应
胆管类器官提供了功能明确的研究实例。综述介绍的模型能够排出胆汁酸并表现分泌活动，使胆道疾病可以通过具体运输和结构变化研究。
阿拉杰里综合征（Alagille syndrome）相关材料用于研究胆管形成缺陷。在多囊肝病模型中，奥曲肽使类器官体积减小，作者将其与该药在患者中的作用方向联系起来。
囊性纤维化相关胆管材料则出现氯离子运输和膨胀响应异常，CFTR 校正剂 VX-809 改善相关指标。体积变化在这里与通道及分泌功能对应。
气道、肺泡、肾脏与心肌模型的功能
肺模型中，近端气道与远端肺泡材料回答不同问题。囊性纤维化气道类器官表现为膨胀响应受损，而部分远端材料包含具有板层小体、分泌表面活性物质的Ⅱ型肺泡上皮细胞。
表面活性蛋白 B 缺陷患者来源的肺泡类器官缺少板层小体，也不合成相应蛋白；校正致病变异后，这些异常得到恢复。
肾类器官可包含肾小球、近端和远端小管，以及间质和血管相关成分。综述介绍的 PKD1 或 PKD2 缺失模型出现异常囊肿，使多囊肾病能够在具有部分肾单位结构的组织中观察。另一些模型把肾小球细胞与流动环境结合，用于研究屏障相关功能。
心肌三维模型则用于研究机械力、代谢及基质对成熟的影响。部分模型形成中央腔样结构，也被用于观察损伤后的细胞再生；组织工程和芯片进一步引入受力或灌流，使这些功能能够在组织环境中比较。
成熟度、遗传背景与模型一致性
作者指出，许多 iPSC 衍生组织保持胚胎或胎儿样状态。这种状态可用于研究早期发育，却可能限制成年疾病表型的呈现。
遗传背景差异也会改变分化及表达。综述引用一项覆盖 301 位健康供者、超过 700 条 iPSC 细胞系的研究，介绍不同指标中约 5%–46% 的表型变异可归于遗传差异。
遗传差异也可以作为研究对象。综述列举了一项来自 Framingham Heart Study 的研究：34 位受试者对应 68 个 iPSC 细胞系，经分化和代谢组分析，研究者将候选遗传位点与脂质代谢变化联系起来。这类设计利用群体差异检验遗传关联的功能意义。
适当对照因此需要尽量减少与目标问题无关的遗传差异。同时，类器官的批次组成、氧气供给、结构变异和检测通量都会影响比较，使增加组织复杂度与维持一致性成为并行任务。
组织在体内还持续受到循环、神经、免疫和激素环境的影响。综述讨论将人源组织移植到动物中，借助宿主环境研究成熟及疾病表型的方向；这些结果也帮助识别单独培养的类器官尚未获得哪些组织功能。