利用人或哺乳动物的成体、胚胎或诱导多能干细胞进行体外三维培养，可生成兼具干细胞富集区域和分化组织的类器官。

　　在常规水凝胶三维培养体系的基础上，研究组进行类器官大规模数据的获得和处理，研究并借鉴器官形态发生的力学原理、细胞产生和应答机械力的生物学机制，针对性地设计和优化类器官支架；力求在多细胞体系具备自助装的特质下，给予适当人工干预，实现大规模生成形态和细胞分布仿真的组织。

　　同时，本研究组将上皮类器官（如肠道类器官）与神经嵴细胞、微生物和免疫细胞、血管上皮类器官等共培养，构建神经化、免疫化、血管化的复杂类器官。并将体外体系里检测到的特征与体内器官的生理功能进行对比和验证，解析上皮组织与临近组织之间发生的跨组织细胞交流。最终，我们将分子、细胞、组织层面检测到的这些机制反馈于优化体外构建合适的疾病模型以及具备生理功能的组织和器官。

肠道类器官形态发生示意图及大规模图像分割策略

细胞命运协调组织机械力和腔体渗透压推动肠道类器官形态发生

侵入性细胞（AC）通过跨组织细胞交流激活临近上皮细胞内机械力感应通路，起始上皮组织形态发生。

研究内容和目标:
本组使用上皮类器官模型结合基于大规模成像的定量生物学，解析多细胞体系里发生的力学和分子细胞生物学事件；并依据发现的机制，体外构建具有生理功能的组织和器官。

代表性发表论文:

　　*共同一作，#共同通讯作者

1. Berkova L, Fazilaty H, Yang Q, Kubovciak J, Stastna M, Hrckulak D, Vojtchova M, Brugger M, Hausmann G, Liberali P, Korinek V, Basler K, Valenta T. Terminal differentiation of villus tip enterocytes is governed by distinct Tgfb superfamily members. EMBO reports 2023, 24(9): e56454. DOI: 10.15252/embr.202256454
2. Yang Q^*# , Xue SL^*, Chan JC, Rempfler M, Vischi D, Mauer F, Hiiragi T, Hannezo E^#, Liberali P^#. Cell fate coordinates mechano-osmotic forces in intestinal crypt formation. Nature Cell Biology , 2021; 23(7):733-744. （封面文章）
3. Yang Q, Roiz D, Mereu L, Daube M, Hajnal A. Sequential apical and lateral cell constrictions initiate vulval lumen formation in C. elegans. Developmental Cell 2017; 42(3): 271-285.
4. Yang Q, Lv X, Kong Q, Li C, Zhou Q, Mao B. Dynamic expression of the LAP family of genes during early development of Xenopus tropicalis. Sci China Life Sci 2011; 54(10): 897-903.
5. Haag A^*, Gutierrez P^*, Buuhler A^*, Walser M, Yang Q, Langouet M, Kradolfer D, Frohli E, Herrmann CJ, Hajnal A, et al. An in vivo EGF receptor localization screen in C. elegans identifies the Ezrin homolog ERM-1 as a temporal regulator of signaling. PLoS Genet 2014; 10(5): e1004341.
6. Ma P, Zhao S, Zeng W, Yang Q, Li C, Lv X, Zhou Q, Mao B. Xenopus Dbx2 is involved in primary neurogenesis and early neural plate patterning. Biochem Biophys Res Commun 2011; 19;412(1): 170-4.

　　综述和评论：

1. Yang Q, Liberali P. Adaptive differentiation for fast barrier restoration. Developmental Cell , 2022; 57(2): 147-148.
2. Yang Q, Liberali P. Collective behavior in organoids. Current Opinion in Cell Biology, 2021;72:81-90.
3. Yang Q^* , Oost KC^*, Liberali P. Engineering human knock-in organoids. Nature Cell Biology , 2020; 22(3): 261-263.