同时,通过获得大标本可以协助研究肿瘤微环境中的基质成分,这些成分可能是肿瘤进展的重要驱动因素。实体瘤类器官的培养相对于血液系统恶性肿瘤来说成功率较低。 对于肺癌而言,穿刺标本和血液标本中的肿瘤细胞数量稀少、间质细胞数量多,手术标本同样有间质细胞混杂,且面临组织消化过程对细胞的损伤,故实体瘤的类器官培养难度较大。实现肺癌类器官培养经历了多种培养方式,包括促人多能干细胞分化、调控原代细胞和肺癌细胞转化以及通过“条件重编程”方法增加对肿瘤活检物培养的成功性等。
 

有干性的细胞可以通过荧光激活细胞分选系统或磁珠抗体细胞分选系统进行分离,并在 2D 培养基或含有 Matrigel 的 3D 培养基中进行进一步培养。 目前,气管纤毛上皮类器官可以在数周内从小鼠和人类气管和上支气管分离出的基底细胞成功培养构建,同时可以对类器官的正常和组织修复状态分别进行分子生物学分析。由干细胞培养出含有 2 型呼吸上皮肺泡样类器官过程中需不含有基底细胞,而研究发现通过共培养表面活性蛋白 C阳性的 AT2 / AEC2 干细胞和表达 PDGF 受体 α的基质成纤维细胞有利于培养出不含基底细胞的类器官。
 

在类器官中尚未能重现在谱系标记肺模型损伤后出现的 1 型呼吸上皮祖细胞重建和AT2 / AEC2 细胞扩增现象,提示这一过程可能需要某些特殊的生长因子,或需要共培养 AT1 / AEC1和 AT2 / AEC2 祖细胞来完成。 诱导多能干细胞的方法则多用于形成同时具有上皮和间质成分的肺类器官,以用于构建肺的器官发育和疾病模型,并用于探究多种生长因子信号通路。 这些通过多能干细胞形成的类器官可用于在 3D 情况下研究上皮和间质细胞的相互作用以及研究微环境中的独立细胞。
 

构建具有腺癌、鳞癌和神经内分泌肿瘤特征的肺癌类器官可以通过在培养基中添加促分裂原,如配体激活剂神经调节蛋白、表皮生长因子受体-酪氨酸激酶受体3或酪氨酸激酶受体2 -ERBB3异二聚体来完成。充分解决了肺癌分类多,治疗方式不同的研究难题。正常组织肺类器官可以用于构建肺癌发生模型,即通过感染原癌基因过表达互补DNA（ cDNA）或shRNA（short hairpin RNA）等基因表达调控技术,在器官发育关键点诱发细胞异常增殖。

利用该模型已先后证明了β-连环蛋白和Wnt信号通路在维持肺祖细胞增殖稳定性中的关键作用,以及 SOX2基因和 Notch 通路对 KRAS 基因突变 2 型呼吸上皮细胞腺癌发生的影响。KRAS 突变肺癌类器官可用于评估多种丝裂原活化蛋白激酶抑制剂的疗效,并与化疗药物和 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂对比,进行中通量单药及联合用药筛选。 肺类器官也已被用于研究与肺癌发生发展相关的炎性反应和组织损伤反应,包括对肺纤维化、博莱霉素诱导的组织损伤的反应与上皮增殖状态相关性等。
 

出自《肺癌类器官的研究进展》作者贾梓淇,王艳宇, 王亚东。