国家重大科技基础设施 · 中科院动物所 · 周琪院士牵头 · 怀柔科学城。基于 2026-08-25 参与 HOPE 大设施讨论整理的三大合作方向、五点合作框架与肾脏类器官重点合作点。
HOPE（Human Organ Physiopathology Emulation System）= 人类器官生理病理模拟装置。以"造元件、组系统、仿功能"为建设思路，在整体水平、人群规模模拟人体生理与病理过程。
| 维度 | 参数 |
|---|---|
| 核心器官 | 心 · 肝 · 脑 · 胃 · 胰 · 肾 · 性腺（七大） |
| 生理功能模拟 | 15 种以上 |
| 病理状态模拟 | 20 种以上 |
| 规模能力 | 千亿级细胞扩增 · 厘米级器官一体化制备 |
| 建设地点 | 怀柔科学城聚核区（约 53 亩） |
| 应用场景 | 疾病机理 · 药物评价（集成化 I/II 期临床）· 再生医学 · 极端环境（太空/深海/极地） |
协同单位：器官芯片（大连化物所）· 自动化（沈阳自动化所）· 传感（国家纳米中心）· AI（自动化所）· 数据交汇（基因组所/国家生物信息中心）· 装备（苏州医工所）· 智能模拟（计算所）· 团队 509 人
类器官"仿得真不真"需要分子级空间验证——器官元件制造出来，必须知道它像不像真实器官。Stereo-seq V2（FFPE 全长，Cell 2025）可对类器官做全器官空间图谱 + 多时相追踪。且类器官（厘米级）比真实器官小 2-3 个数量级，全器官图谱成本低一个量级。
| 器官 | HOPE 要做 | 华大已有空间图谱 | 覆盖度 |
|---|---|---|---|
| 脑 | ✅ | 小鼠全发育期 MOSTA · 猴脑图谱 · 鼠脑图谱 | 🟢 已覆盖 |
| 肝 | ✅ | 肝再生多时相图谱（DX/FH/FN） | 🟢 已覆盖 |
| 心 | ✅ | 仅 E9.5 早期胚胎 | 🟡 部分 |
| 胃 | ✅ | — | 🔴 空白 |
| 胰 | ✅ | — | 🔴 空白 |
| 肾 | ✅ | — | 🔴 空白 |
| 性腺 | ✅ | — | 🔴 空白 |
HOPE 虚拟器官需要真实器官的多模态数据训练与验证：
· 数据燃料：华大时空组学数据（脑/肝图谱）+ CKB 人群数据 → 虚拟器官模型训练集
· Genos 基座模型：RNA 信号预测能力 → 虚拟细胞转录模拟（注意：实测 AUC=0.553，能力需诚实定位）
· 数据 Token 化（卖 Gb → 卖 Token）：HOPE 中央服务站的海量多模态数据正是 Token 化试点场景
涌生智能 = 华大智造孵化子公司（杨梦），专注自主进化实验室（AI 原生组织 + Physical AI，从实验室内部长出 AI）。
HOPE 的"千亿级细胞扩增、厘米级器官制备"产线 = 标准的黑灯实验室（Lights-out Lab）场景。且 HOPE 协同单位中没有生物实验室自动化强队（沈阳自动化所做的是通用自动化）——涌生智能是这个生态里最合适的自动化供应商。
① 群体的类器官，天然扰动 —— 群体规模 × 多遗传背景 × 批次差异 = 天然扰动，变异即数据。迁移 CKB 人群群体分析方法论（PheWAS/孟德尔随机化）到类器官群体。
② 自动化设备、AI 内生的设备体系 —— 设备从设计起就是 AI 原生（SOP 数字化、机器可读、湿实验数据回流），非"设备 + 外挂 AI"。
③ 时空组的全面数字化 —— 类器官生长过程（时间）× 结构（空间）连续采样，数字孪生的基础数据。
④ AI 模型的建设 —— 虚拟器官/虚拟细胞，用时空数字化数据训练，最终在计算机里"跑"类器官实验。
⑤ 华大的神经系统传感器 —— 功能验证：脑类器官放电、心肌类器官搏动的电生理读出（分子图谱之外的功能维度）。
8CLC（8-cell-like cells）：从人多能干细胞逆转至 8 细胞胚胎样状态（ZGA 激活、ZSCAN4/DUXA 高表达，占 naive hESC 比例 0.2-2%，Nature 2022）。发育潜能强于普通多能干细胞 → 分化效率 / 器官成熟度可能更高。
· 药物反应一致性 → 可复现 → 可标准化
· 肾毒性检测刚需：~20% 临床试验因肾毒性失败，药企刚需
· HOPE 病理模拟：肾病（急性肾损伤/纤维化/多囊肾）属 20+ 病理状态
· 肾空间图谱是华大空白 → 合作共建"首个肾脏类器官空间图谱"
15 生理 + 20 病理 = 35 场景 × 多时相/处理 = 上百个空间组学数据集需求——Stereo-seq 的持续应用场景。