疾病模型和药筛潜力平台|患者来源肝癌类器官培养 广州精科医学检验所有限公司
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2022-10

疾病模型和药筛潜力平台|患者来源肝癌类器官培养
发布时间:2022-10-03 10:21:50作者:精科医学 来源:精科医学



引文



原发性肝癌(PLC)是全球第二大致命恶性肿瘤,发病率不断上升,且PLC具有特异性,患者常常需要个体化治疗。由于缺乏可重复的人体模型评估药物有效性,肝癌的治疗发展受到阻碍。近年来,以类器官为代表的3D培养技术为再现人体内环境的真实模型成为可能。今天,就由小编带大家学习Human Primary Liver Cancer -derived Organoid Cultures for disease modelling and drug screening,一起探究患者来源肝癌类器官成为疾病模型和药筛平台的潜力。


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研究结论



研究成功建立了多种类型的PLC患者的类器官,包括常见的三种类型:肝细胞癌(HCC)、胆管癌(CCC)、肝细胞胆管癌(CHC)。PLC类器官与原代肿瘤具有高度的一致性,保留了原代肿瘤的组织结构、基因表达和基因组突变图谱特征,长期培养后也可得到保持。利用类器官建立的异种移植模型(PDX)研究表明,PLC类器官的致瘤潜能、组织学特征和转移特性也在体内得到了保留。PLC类器官适用于生物标志物鉴定和药物筛选测试,利用所构建的类器官进行抗肿瘤药物敏感性检测,验证了肝癌类器官可作为药物筛选的平台。因此,PLC类器官模型在进一步理解肝癌生物学和开发针对该疾病的个性化医学方法方面具有广泛的实用性。



研究亮点



01

肝癌类器官在体外长期扩增后保留原代肿瘤特征

与正常肝细胞构建的类器官相比,肝癌类器官表现出显著不同的组织学和的细胞结构。类器官很好保留了原代肿瘤组织的组织学特征和肿瘤标记物。


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图1 PLC类器官在体外长期培养并保留原代肿瘤不同亚型的组织结构特征


02

肝癌类器官概括了原代肿瘤来源和肿瘤亚型表达谱

在评估特定肿瘤/分化标记物时,发现肿瘤样本的表达谱与相应的匹配组织和亚型相似,PLC类器官忠实地再现并维持个体患者肿瘤亚型的转录组学特征。由于不同的肿瘤亚型都保持在相同的培养条件下,这些结果表明它们的肿瘤特征是癌症人群固有的,并且不受培养条件的显著改变。


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图2 PLC类器官长期扩增保留原代肿瘤的不同亚型表达模式


03

肝癌类器官可识别潜在的原发性肝癌生物标志物

比较肿瘤类器官和健康肝类器官转录组之间的相似性,来鉴定是否可以作为识别PLC相关的新基因或潜在/新的生物标志物,肿瘤类器官前30个上调最多的基因中,我们发现19个基因已经被报道为PLC中的标记/过表达基因,其中13个已经与预后不良相关,而其余11个基因从未与PLC相关。这些结果证明,肝癌类器官保留了肿瘤组织的特征以及具有辨别预后价值的基因突变,可用于识别新的潜在肝癌生物标志物。


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图3 类器官可再现起源特定组织的表达谱


04

肝癌类器官保留了原肿瘤组织中的基因突变


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图4 类器官保留原代肿瘤的基因突变


05

肝癌类器官重现原代肿瘤组织学特征且表现出体内转移的潜能

将HCC、CCC类器官和健康肝类器官分别移植到免疫缺陷小鼠皮下。发现肿瘤类器官有致瘤性而健康肝类器官无致瘤性。而且肝癌类器官的异种移植瘤,在形态学和组织学上与亲代组织具有高度一致性。肝癌类器官在体外长期培养和体内移植后,仍能稳定地保留原代肿瘤的组织结构,并具有致瘤性和转移的能力。


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图5 利用PLC类器官建立的PDX模型验证了其体内生长和转移潜力


06

肝癌类器官可识别患者特异性药物敏感性,并发现PLC潜在靶点

对PLC肿瘤类器官系进行29种抗癌化合物的敏感性检测,发现类器官对于药物的敏感性存在差异,对大多数化合物耐药。还发现肿瘤类器官对于某些药物敏感性和突变谱之间具有相关性,此外,团队测试了ERK1/2抑制剂SCH772984在体内抑制PLC的能力,发现在用药后,肿瘤的生长显著减缓,大多数细胞凋亡。总而言之,这些实验证明了PLC类器官是合适的评估患者特异性药敏的药物开发平台,并证实了EKR抑制剂可以对HCC和CC患者具有治疗效果。

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图6 PLC类器官可作为药物筛选和验证有效治疗靶点的平台



精科亮点



精科医学作为国内类器官技术转化先行者,对肝癌类器官的相关研究与临床应用更是走在行业前列。我们在肝癌类器官(原位以及转移灶)培养方面积累了丰富经验,且拥有成熟的癌组织超微量建模技术,一份微量样本可以同时实现类器官建模和NGS测序,能够在少量样本的情况下为患者提供更多检测服务,给临床患者带来更大获益。此外,我们还和多家医院和科研机构开展科研和临床合作。目前我们已经在类器官微量建模、类器官鉴定、药物敏感性检测方法、类器官共培养等多个重要技术上实现突破,并已建立相关实验室标准。




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