人类与肿瘤的「博弈」仿佛一场漫长的影片,培养模型也经历了从传统 2D 到新兴 3D 的转变。其中,3D 培养可以更好地还原出肿瘤的生理特征,重现免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用,即反映真实的肿瘤微环境(TME)。

两大模型:球状体和类器官满足不同微环境需求

常见的 3D 培养模型为球状体和类器官,前者是单细胞群的细胞簇或者聚集体,或不同细胞的混合体,结构相对简单。球状体主要体现出肿瘤细胞间在三维环境下的梯度渗透、肿瘤内部缺氧和坏死等,可以作为一种高通量的药物筛选工具,特征见图 1。

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图 1 球状体特征

而类器官(单一种类或多种细胞组成)可以体外展现真实器官的三维构造,体现更多的生理功能,具体特征见图 2。正如 Hans Clevers 教授曾经介绍的,其实验室对 150 例乳腺癌样本进行研究(其中利用包埋法成功培养出 95 例类器官),通过 NGS 数据分析表明类器官较好地保留了原肿瘤的拷贝数变异(CNV)和单核苷酸变异(SNV)特征。针对乳腺癌诊断常用的指标(ER、PR、HER2)进行的免疫组化鉴定结果也与原肿瘤一样。正因如此,作者使用 HER2 信号通路相关的药物进行了小鼠体内和类器官体外用药,发现结果也具有高度一致性[1]。

图 2 类器官特征

三类方法:精准助力肿瘤微环境研究

不论是肿瘤来源的球状体还是类器官,都可以用于研究 TME。主要分为组合 TME 模型和天然 TME 模型两种,主要区别在于前者是向培养的肿瘤类器官中添加免疫细胞,后者是直接培养天然的免疫细胞和肿瘤细胞。

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图 3 肿瘤微环境可以通过两类模型在类器官 / 球状体中体现:组合 TME 模型和天然 TME 模型[2]。

两类培养模型采用的 3D 培养方法一般有 3 种:类器官模型选用气液法包埋法;球状体模型选用 3D 微流控法。通过以下两张表的总结,可快速掌握各个培养方法的特点和选用的工具。

表 1. 3 种 TME 的 3D 培养方法

表 2. TME 3D 培养相关工具介绍

一个会议:「第二期类器官实操研讨会」提供类器官研究经验指导

如何让您的肿瘤类器官研究更顺利?Bio-Techne 联袂 Perkin Elmer,即将于 11 月 6 日在杭州举办「第二期类器官实操研讨会」,我们将特别邀请浙江大学的蒋明教授介绍 3D 类器官的发展和应用,以及浙江大学附属第一医院的何康信博士介绍类器官在转化医学中的应用,为类器官实操提供经验分享和要点指导。

同时,您会了解到 Bio-Techne 提供的 3D 培养和类器官研究整体解决方案,Perkin Elmer业内权威的高内涵解决方案和酶标仪检测系统,对 3D 培养物的多项生理学指标进行检测分析,广泛用于药物筛选、疾病研究等多个领域。

本次研讨会将采取线上、线下同步进行的方式,便于各位老师根据行程安排参会(线下活动会有和讲者的当面沟通与基质胶实操)。

如何报名参加?

邮件发送姓名、手机、邮箱、单位至 Xiaoye.Zheng@bio-techne.com,邮件主题「11 月 6 日类器官实操研讨会」。如需学习类器官相关技术,也可邮件申请 Bio-Techne 的《2021 版肿瘤类器官操作指南》、《3D 培养和类器官实验技术手册》、《基底膜提取物入门技术指南》等实用技术资料。

报名截止时间:2021 年 11 月 3 日(培训地点和链接将邮件发送至报名成功的小伙伴)。

培训日程如下

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内容审核:武妙兰、陆雯芸

题图来源:站酷海洛

参考文献:

[1]. Norman Sachs, et al. A Living Biobank of Breast Cancer Organoids Captures Disease Heterogeneity. Cell. 2018 Jan 11;172(1-2):373-386.e10.

[2]. Kanako Yuki, et al. Organoid Models of Tumor Immunology. Trends Immunol. 2020 Aug;41(8):652-664.