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前列腺癌类器官培养条件的探索2021-10-25 09:28:40

传统的PDX模型是将从病人身上得到的新鲜肿瘤组织注射到免疫缺陷小鼠体内进行培养,而PDOs模型则是将分离出的多能干细胞或器官祖细胞置于基质胶中进行三维培养。与2D细胞系培养相比,PDOs的培养方式不仅可以为肿瘤细胞或组织提供类似在肿瘤患者体内生长、发育的环境,还可通过调整培养基配方中的生长因子、激素等筛选不同特异性改变的肿瘤细胞并培育为类器官。Sato等首个开发出类器官通用培养基“ENR”: 即Advanced DMEM/ F12培养基中加入表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)、Noggin及Wnt激动剂R-spondin1。

在此基础上,Karthaus等额外添加了Alk3/4/5抑制剂A83-01、二氢睾酮、成纤维细胞生长因子10、FGF2、前列腺素、烟酰胺及p38抑制剂用于人前列腺类器官的培养。 其中 Rspondin1、Noggin分别通过促进 Wnt 信号传导和调节BMP信号通路进而促进类器官细胞增生,且去 除R-spondin1或Noggin会导致雄激素受体表达的消失。EGF是前列腺类器官增殖和分化所必需的生长因子,FGF2、FGF10和PGE2有助于促进前列腺细胞的增殖。A83-01可通过抑制TGF-β信号通路促进细胞持续增殖,与SB202190协同作用有助于延长类器官的培养时间,烟酰胺的加入也有助于提高类器官的培养效率,有趣的是,A83-01、SB202190、烟酰胺均具有相同的抑制细胞分化作用,DHT 为类器官生长的非必需因子,但其有明显提高类器官形成效率的作用且能保持前列腺类器官 AR 信号的完整性。
 
这些生长因子、激素等构成了支持前列腺(癌)细胞在3D培养系统中生存和长期培养的基本条件。由于不同亚型的PCa突变背景不同,所需要的添加物组合也相应有所不同。 有研究发现 B27、Rho激酶抑制剂Y-27632和N-乙酰半胱氨酸可为人前列腺(癌)类器官的培养提供一定的支持。
 
目前前列腺(癌)类器官的培养条件还在不断探索和改进中,如Richards等最新发现在前列腺癌上皮细胞中加入原发性前列腺基质细胞共培养不仅可通过维持PCa的特异性分子标记物 AMCAR(αmethylacyl- CoA racemase,α-甲基酰基-辅酶A消旋酶)的表达,提高肿瘤类器官的生存率和形成效率,还能引导上皮类器官分支的形成并表达调控分支的因子,如骨形成蛋白、FGF 等,促进类器官表达出与原组织相似的表型,提高了类器官对组织特征的概括能力并保持了PCa患者间的异质性。这些研究表明前列腺(癌)类器官是在培养基中添加前列腺特异性生长因子培养出来的,可通过调整培养基修饰进一步优化类器官培养条件,构建不同亚型的PCa类器官。
 
出自《类器官模型在前列腺癌异质性研究中的应用》作者周丽桂,张永斌,师长宏。