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类器官技术的关键问题2021-10-21 09:29:57

类器官主要由干细胞培养获得,干细胞可来源于多能胚胎干细胞及它们合成的诱导多能干细胞和器官限制性成体干细胞。这2种类型的干细胞都具有无限的体外扩展潜力,使干细胞成为目前类器官培养的最佳来源。与其他培养技术相比,类器官维持和扩展相对简单,并且其培养技术可根据来源组织的变化而变化。类器官可每一两周传代1次,其中最为关键的是培养类器官的培养基各不相同,这通常取决于起源组织的需求。

例如,表皮细胞生长因子、R-spondin蛋白和头蛋白足以长期维持小肠的类器官生长,而结肠来源的类器官需要添加烟酰胺、p38抑制剂SB202190、前列腺素E2和Alk抑制剂A83-01。目前,3D培养基常使用细胞外基质Matrigel作为立体支架,是由Engelbreth-Holm-Swarm肿瘤系分泌的一种富含层粘连蛋白的细胞外基质。Matrigel中还含Ⅳ型胶原、硫酸乙酰肝素、蛋白多糖、内功素、转化生长因子β和胰岛素样生长因子1等多种蛋白酶和生长因子成分,均能参与调节细胞的生长、分化、迁移及组织形成。
 
类器官在肿瘤研究中的应用 在过去的几十年里,人们对某些类型癌症的治疗取得了实质性进展,但癌症仍是全球最主要的健康问题。人们已认识到,基础科研研究到临床实际治疗的转化成了发展新肿瘤治疗方案的主要障碍之一,这主要是因为许多肿瘤模型仅仅对肿瘤组织进行了大体概括,无法很好地维持肿瘤细胞的高度异质性,正是这些原因,许多在传统癌症模型中有效的药物在临床试验中无法得到论证。
 
虽然动物癌症模型已为癌症基础研究提供了重要的实验材料,但它们的繁殖周期是耗时、耗力的,并且这些模型无法充分地反映癌症患者的致病过程。例如,基因工程建立的小鼠癌症模型并不能反映人类癌症的组织复杂性和遗传异质性。随着类器官体外3D培养技术的发展,研究人员开发了新的、更符合人类癌症的研究模型——肿瘤类器官模型。目前,在人类癌症研究模型中,常用的模型包括了肿瘤细胞系、肿瘤组织小鼠移植模型及肿瘤类器官模型。
 
出自《类器官技术在肿瘤研究中的应用与展望》作者高坚钧,秦伟,王浩。