不同组织来源的肿瘤类器官培养体系的建立2023-08-25 09:56:53
类器官可以在很大程度上维持目标组织或器官的遗传特征和表型特征,具有巨大的临床应用潜力,特别是在癌症研究,为癌症基础研究成果更有效地转化为临床治疗迎来了新的曙光。类器官的起源可以追溯到上个世纪,多个实验室发现动物细胞可从任意的、非人为设计的状态体外发育成具有器官特征的自组装结构,并报道了多种类型的培养系统。早期的研究虽报道了多种类型的三维培养体系,但没有一种方法可以实现长期培养并稳定保持相应的生理结构。2009年,Hans Clevers团队将小鼠肠段分离出来的Lgr5阳性肠道细胞进行培养,通过添加一些生长因子,最终培养出带有隐窝-绒毛的肠道上皮样细胞团块,揭开了类器官领域的新篇章。自Chen Yu团队建立了前列腺肿瘤类器官培养体系以来,研究人员通过调整培养基中细胞因子种类及浓度,不同组织来源的肿瘤类器官培养体系相继建立。目前,肿瘤类器官主要来源于两类:一是干细胞经过体外诱导分化后,利用基因编辑技术定向操控肿瘤类器官的形成;二是直接来源于癌症患者的肿瘤组织。视网膜母细胞瘤是一种由RB1基因的双等位基因失活引起的,易发生在儿童中的视网膜恶性病变。生殖细胞有RB1突变的儿童在以后的生活中有很高的可能性发展成视网膜母细胞瘤和其他眼部相关恶性肿瘤。Liu等利用RB1基因双等位基因突变的基因工程人胚胎干细胞成功构建了视网膜母细胞瘤类器官模型。这些Rb类器官表现出与Rb肿瘤发生、转录组和全基因组甲基化高度一致的特性。
Driehui等总结了从肿瘤组织中建立类器官的方法。患者来源的肿瘤类器官建立的成功与否可根据肿瘤组织病理学进行形态结构观察(细胞水平)、肿瘤标志物的染色鉴定(蛋白水平)、基因表达变化及基因突变分析(基因水平)等多个维度进行考量。无论是通过基因编辑诱导所构建的肿瘤类器官,或者患者来源的肿瘤类器官,其均具有与人体肿瘤相近的基因组和转录组特征,为肿瘤发生发展机制及预测临床患者的用药反应提供了有价值的体外高保真模型。
出自《肿瘤类器官及其在合成生物学中的研究进展》作者孟倩,尹聪,黄卫人。
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