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单细胞测序技术在肿瘤异质性研究中的应用2025-08-25 08:56:43

1946年,“类器官“在肿瘤学中首次以“畸胎瘤“的同义词被报道。20世纪80年代,干细胞培养经验日趋丰富,同时Bissell等人在研究乳腺癌的过程中建立的3D细胞培养技术,使类器官技术具有了可行性。类器官可来源于ESCs、正常或患有疾病的动物的iPSCs、ASCs以及肿瘤组织。ASCs衍生的类器官是原代样本组织、器官经消化成细胞悬液中有干性的细胞,在组织特异性生长因子条件下构建出相应原始组织的类器官。ESCs从未定植的囊胚中获得,具有极高的分化潜能,包括多能性和全能性,可在不同的发育信号调节下分化生成任何类型细胞,从而衍生出各种类器官。

对于不易获取组织的器官可以通过基因转染技术,将成熟的功能细胞重新编程逆转为具有类似ESCs的多能状态,即iPSCs。肿瘤类器官可以通过对患癌的动物活检、穿刺或手术切除癌变组织,经3D培养方法得到的类器官,或者对正常类器官进行基因编辑得到。细胞外基质和含各类细胞因子的培养基组成了常见的类器官培养体系。基质胶作为最常用的ECM,提取自Engelbreth-Holm-Swarm小鼠肉瘤分泌的可溶性凝胶状蛋白质混合物,为类器官3D生长提供营养和支架。
 
但Matrigel是生物来源的,其固有的异质性和成分不明确,导致培养可调性与重现性较差。近年来,以水凝胶为代表的组分明确、理化性质可调节的天然和合成生物功能材料,为类器官的精准调控提供更多的可能性。此外,需添加特定生长因子或小分子药物,以模拟体内微环境,驱动细胞定向分化和功能成熟。相较于缺乏细胞多样性及细胞间相互作用的二维细胞培养,3D类器官能高度模拟体内真实器官特征,具有器官特异性的多种细胞,表现出更复杂的器官样结构和特定功能。
 
出自《类器官技术在非人灵长类动物中的研究进展》作者:何思源, 孙祥琳, 龙恩武。