类器官培养系统在卵巢癌药物筛选与治疗靶点研究中的应用前景

卵巢癌是一种致命的妇科肿瘤,目前卵巢癌的研究平台主要使用2D细胞系培养和异种移植,两者均有其相应的局限性。类器官是一种体外3D培养模型,能够高度还原患者体内病变部位的组织学和基因组特征,维持肿瘤细胞的高度异质性。除此之外,类器官在基因分析、药物筛选和药物敏感性测定等方面具有强大优势,可以用作卵巢癌研究的临床前模型。     

上皮性卵巢癌类器官的基础和转化研究进展

卵巢癌是致死率最高的妇科恶性肿瘤,其中上皮性卵巢癌占90%,5年生存率仅47%。缺乏有效的肿瘤研究模型是上皮性卵巢癌治疗难以取得突破性进展的原因之一,新近出现的肿瘤类器官模型保留了体内肿瘤的组织和遗传特性,并且操作简单、易与先进技术结合,可用于研究肿瘤发生发展机制、药物筛选和个体化治疗。全文就现阶段肿瘤类器官在上皮性卵巢癌基础和转化研究中的进展进行综述。     

卵巢癌类器官模型的研究进展和治疗新策略

卵巢癌是全球女性生殖系统三大恶性肿瘤之一,严重威胁着女性的生命健康。近年来,研究者不断改进卵巢癌的治疗手段,但是卵巢癌的5年生存率依然并不乐观。随着精准医疗的推行,类器官模型的临床前研究逐渐进入科研工作者的视野。本文旨在介绍卵巢癌相关实验类器官具有高度保持的肿瘤异质性、模拟肿瘤缺氧微环境、模拟肿瘤的发生转移、药物筛选和精准医学、基因编辑系统和模拟疾病。类器官模型库的建立可以改善卵巢癌治疗发展方向。在3D生物打印和类器官的联合下,有望成为未来药物筛选的新途径。     

患者源性膀胱癌类器官模型的应用及研究进展

目的 总结类器官在膀胱癌领域的研究现状及应用进展。方法 在PubMed、Web of Science、CNKI等数据库中,分别以“膀胱癌、类器官、癌症研究、三维培养”为中文关键词,“organoids, bladder cancer, precision treatment, drug screening”为英文关键词检索2000年至2022年肿瘤类器官和患者来源类器官相关文献。纳入标准：(1)类器官培养的进展;(2)类器官在膀胱癌中的研究;(3)类器官研究面临的问题。排除标准：重复性、数据陈旧的相关文献。最终纳入48篇文献进行分析。结果 患者源性的肿瘤类器官在药物研发、药物毒性和药效实验、精准医疗等方面取得有价值的进展,为临床研究提供参考。结论 肿瘤类器官培养作为一种新型的肿瘤体外模型,既能够很好的反应肿瘤异质性、模拟肿瘤微环境,又需要较少时间成本和经济成本,在肿瘤生物学研究、药物研发、精准医疗等方面具有显著优势。     

一种卵巢癌类器官的制备方法建立及鉴定

目的 探索卵巢癌类器官模型制备方法.方法 选取2019—2020年于广西医科大学附属肿瘤医院初次手术的3例卵巢癌患者原发灶肿瘤组织,解离成细胞悬液后用基质胶Matrigel包被,培养2周形成单个直径超过100μm的球状体后进行消化传代,培养至第2代的球状体用石蜡包埋切片,脱色后进行HE染色和免疫组化,并与原组织对比,进...     

肿瘤类器官的应用及展望

摘 要：类器官是来源于多种类型干细胞通过自组织方式而组成的三维结构,可模拟体内疾病与正常组织的结构和功能,成为近十年内生物科学领域的重要突破之一。而肿瘤类器官作为一种可靠且稳定的体外肿瘤模型,可以捕获患者肿瘤的结构和突变特征,已在建立和分析方面取得巨大进展。全文回顾了肿瘤类器官研究的最新进展及其可能在抗肿瘤药物开发和精准治疗等方面的应用。     

胃癌类器官的研究进展

胃癌类器官是体外三维环境中培养出的多细胞复合体,它能够保留胃癌的特征和基因组的稳定性,可用于研究胃癌的发病机制、患者的个体化治疗、模拟肿瘤微环境及药物筛选等领域。相较于传统细胞与动物模型而言,胃癌类器官具备保留原始胃癌的特异性和构建过程简单高效、成本低廉的特点,是一种理想的体外研究模型。本文就胃癌类器官前沿研究成果的实际运用及其优缺点进行综合性阐述,为揭示胃癌的发病机制及治疗提供新思路。     

类器官模型在膀胱癌中的研究进展

类器官是一种新型体外模型,能有效重现肿瘤微环境的复杂性。与传统的临床前模型相比,类器官保留了原发肿瘤的组织学和分子学特性,成为研究肿瘤异质性、功能通路和免疫微环境的重要工具,适用于生物标志物发现、药物筛选和个体化治疗。尽管类器官面临低建模成功率、高成本和缺乏标准化等问题,但生物工程技术不断创新、跨学科融合有望克服这些挑战。本文将对类器官在膀胱癌研究中的优势、建立过程和其临床应用前景与挑战进行综述。     

类器官在抗肿瘤免疫治疗中的研究进展

摘 要：患者源性类器官可以模拟原始组织的发生和进展,再现原发肿瘤的基因突变类型,揭示疾病特异性基因表达,近年来被广泛应用于肿瘤研究模型中。然而,类器官的发展历史以及类器官在肿瘤免疫治疗中的应用尚不清楚。全文从类器官的发展历史、类器官免疫肿瘤微环境的整体研究方法以及类器官在肿瘤免疫治疗中的应用等方面进行综述,总结类器官在肿瘤免疫的局限性和方向。     

类器官在肿瘤转化医学中的应用和进展

随着精准医学概念的提出，肿瘤作为一类高度异质性的疾病，其个体化治疗已成为精准医学的一个关键领域也受到更多关注。近期提出的类器官模型为肿瘤的基础研究和个体化治疗带来了新突破。类器官指从干细胞或器官祖细胞来源，以类似体内细胞分化的方式组织成的器官特异性的细胞集合。肿瘤类器官指利用原代恶性细胞经过体外3D培养构建的恶性细胞团，在体外培养条件下可持续增殖，一定程度上保留了原代肿瘤的病理学形态特征、基因组与转录组特征、药物敏感性及恶性细胞间异质性，为体外肿瘤研究提供了新方法，尤其在预测患者药物敏感性、药物高通量筛选等方面有巨大潜力，为肿瘤个体化治疗作出了贡献。但该模型仍存在不足，如无法重现体内肿瘤微环境等，使其在临床等方面的应用受限。目前将肿瘤类器官与其他肿瘤成分共培养、与微流控设备和生物打印技术等联合应用将有望弥补其缺陷、突破肿瘤治疗领域的瓶颈。本文将常用肿瘤研究模型的特点进行对比，总结部分肿瘤类器官的培养方法，并描述了肿瘤类器官的临床相关应用，最后对其与其他技术联合应用进行了叙述，并对未来肿瘤类器官的发展方向予以展望。     

From organoids to bedside: Advances in modeling,decoding and targeting of colorectal cancer

Patient derived organoids closely resemble the biology of tissues and tumors. They are enabling ex vivo modeling of human diseases and dissecting key features of tumor biology like anatomical diversity or inter- and intra-tumoral heterogeneity. In the last years, organoids were established as models for drug discovery and explored to guide clinical decision making. In this review, we discuss the recent developments in organoid based research, elaborating on the developments in colorectal cancer as a prime example. We focus our review on the role of organoids to decode cancer cell dynamics and tumor microenvironmental complexity with the underlying bi-directional crosstalk. Additionally, advancements in the development of living biobanks, screening approaches, organoid based precision medicine and challenges of co-clinical trials are highlighted. We discuss ongoing efforts to overcome challenges that the field faces and indicate potential future directions.     

Molecular description of a 3D in vitro model for the study of epithelial ovarian cancer (EOC)

Epithelial ovarian cancer (EOC) cell lines are useful tools for the molecular and biological characterization of ovarian cancer. The use of an in vitro multidimensional (3-D) culture model recapitulates some of the growth conditions encountered by tumor cells in vivo. Here we describe a molecular comparison of spheroid based 3D EOC models versus monolayer cultures and xenografts using cell lines from malignant ovarian tumors (TOV-21G and TOV-112D) and ascites (OV-90) previously established and characterized in our laboratory. Gene expression analyses of the three models were performed using the Affymetrix HG-U133A high density DNA array. Cluster analysis identified a set of genes that stratified expression profiles from the EOC cell lines grown as spheroids and xenografts from that of monolayer cultures. The gene expression analysis results were validated by Q-PCR analyses on an independent set of RNAs. Differential expression observed for the S100A6 gene between the monolayer, spheroid cultures and xenografts was confirmed at the protein level by immunohistochemistry. The analysis was extended to various ovarian tumor tissues using an EOC tissue array. This result represents an example of a gene that, if studied in vitro, is more representative of the in vivo disease in a 3D model rather than the monolayer culture. Identification of genes in spheroid models that mimic the in vivo tumor gene expression patterns may allow a better understanding of the community effect observed in human disease that is determined by direct or indirect interactions of cells with their environment or other surrounding cells.     

卵巢癌干细胞标记物的研究进展

卵巢癌是致命的妇科癌症之一。虽然目前的治疗策略相对有效,但存在易复发及化疗耐药,其与卵巢癌干细胞有着密切的联系。肿瘤干细胞（CSC）是肿瘤内罕见的化疗耐药性细胞,其可以用更多分化的子细胞填充大部分肿瘤,并可能导致复发性疾病。目前,对卵巢癌干细胞的分离与鉴定已经开展了很多研究,并分析了卵巢癌干细胞特异性标记物的特性。本文旨在对卵巢癌干细胞标记物的相关研究以及其作为治疗靶点的潜力进行综述。     

Ascites modulates cancer cell behavior,contributing to tumor heterogeneity in ovarian cancer

Malignant ascites constitute a unique tumor microenvironment providing a physical structure for the accumulation of cellular and acellular components. Ascites is initiated and maintained by physical and biological factors resulting from underlying disease and forms an ecosystem that contributes to disease progression. It has been demonstrated that the cellular contents and the molecular signatures of ascites change continuously during the course of a disease. Over the past decade, increasing attention has been given to the characterization of components of ascites and their role in the progression of ovarian cancer, the most malignant gynecologic cancer in women. This review will discuss the role of ascites in disease progression, in terms of modulating cancer cell behavior and contributing to tumor heterogeneity.     

乳腺癌类器官放射生物学模型初步研究北大核心CSCD

目的构建乳腺癌类器官培养体系并对其进行组织学表征与初步放射生物学特征研究。方法体外培养不同分子分型乳腺癌细胞系和肿瘤组织细胞形成乳腺癌类器官,对其进行组织结构表征并利用Ki-67、ER、PR、Her2指标进行免疫组化染色;对三阴性乳腺癌患者组织及乳腺癌细胞系形成的类器官进行4、8Gy照射处理,观测照射后0、24、48、96h的乳腺癌类器官个数以及直径变化来评估放射对类器官的杀伤情况。结果乳腺癌细胞系和患者来源组织在6d左右形成类器官结构;HE染色显示微结构,标志物表达具有空间异质性,肿瘤来源类器官与原组织的标志物表达具有相似性;照射处理MCF-7乳腺癌类器官后,生长停滞,部分形成的类器官崩解消失,48~96h,逐渐恢复增殖趋势;MDA-MB-231乳腺癌类器官呈现辐射耐受和生长停滞,但结构没有明显改变,96h仍未观察到恢复趋势;选取的三阴性患者组织来源的类器官也呈现辐射耐受,照射后类器官仍持续生长且结构没有明显改变,但生长趋势明显小于未照射组。结论不同来源与不同分子分型的乳腺癌细胞经体外培养形成的乳腺癌类器官具有微结构与异质性,可以反映来源组织标志物表达情况并展现不同的放射抵抗能力,三阴性乳腺癌来源的类器官更加耐照射。     

应用表达谱芯片筛选卵巢癌紫杉醇耐药差异表达基因

目的 应用表达谱芯片研究人卵巢癌紫杉醇耐药细胞株SKOV3/TAX300及SKOV3/TAX30与敏感细胞SKOV3之间的基因表达谱差异,筛选耐药相关基因.方法 分别提取细胞的总RNA并纯化mRNA,mRNA逆转录合成cDNA后,用Cy5和Cy3-dUTP标记,与基因芯片进行杂交反应,扫描芯片荧光信号图像,用基因图像分析软件对扫描图像进行数字化处理和分析.采用荧光定量PCR、RT-PCR验证差异表达基因TNC mRNA和MDR1 mRNA水平,Western blot法验证TNC和MDR1蛋白表达.结果 SKOV3/TAX300细胞与敏感细胞SKOV3筛选出202个差异基因,其中上调基因88个,下调基因114个;SKOV3/TAX30细胞与SKOV3敏感细胞筛选出358个差异基因,其中上调基因144个,下调基因214个.这些基因主要包括细胞外基质、细胞信号传递、细胞周期、细胞凋亡、药物代谢等方面.其中细胞外基质成分TNC在两种耐药细胞中均为明显上调.荧光定量PCR、RT-PCR检测TNC mRNA和MDR1 mRNA水平,Western blot验证TNC和MDR1的表达,结果均与芯片结果一致.结论 本研究筛选出的基因可能为进一步探讨卵巢癌肿瘤细胞耐药机制提供新的途径,细胞外基质成分TNC可能是紫杉醇耐药的相关基因.     

FAP-1在卵巢癌细胞株中的表达与意义

目的 :探讨Fas相关磷酸酯酶 -1(FAP 1)在卵巢癌细胞株SKOV3、HO 8910、TC 1和 3AO中的表达与意义。方法 :采用免疫印迹法和逆转录聚合酶链式反应方法 ,检测了 4种卵巢癌细胞株中FAP 1蛋白与核酸的表达水平 ;应用四唑盐比色法和流式细胞术检测了经抗Fas激活性抗体DX2诱导凋亡后 ,FAP 1分子与 4种细胞对凋亡敏感性的关系。结果 :FAP 1蛋白与mRNA的表达结果一致 ,均在SKOV3和HO 8910细胞中有表达 ,以SKOV3表达最强 ,而在TC 1和 3AO中未见表达。当用DX2以不同时间诱导凋亡后 ,FAP 1阴性株的细胞抑制率与凋亡率均高于FAP 1阳性株 ,P<0 0 5 ,P <0 0 1;而FAP 1阳性株中 ,HO 8910的生长抑制率又高于SKOV3 ,P <0 0 5。同时 ,FAP 1阴性株对DX2的反应具有时间依赖性 ,而FAP 1阳性株却表现出对DX2的逐渐耐受性。结论 :FAP 1对细胞凋亡的敏感性具有负性调控作用 ,可能对卵巢癌的发病和耐药具有重要意义     

下调fascin抑制卵巢癌细胞从G0/G1期向S期转变的实验研究

目的:研究下调聚束蛋白（fascin）对卵巢癌细胞周期、增殖和凋亡的影响。方法:卵巢癌细胞SKOV3感染阴性对照慢病毒载体、shRNA fascin 1慢病毒载体、shRNA fascin 2慢病毒载体,用Real-time PCR和Western blot检测干扰效果。MTT检测增殖活性,克隆形成实验检测细胞克隆形成能力,流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡,Western blot检测细胞中活化型Caspase-3（Cleaved Caspase-3）、细胞周期依赖性蛋白激酶4(cyclin-dependent kinase 4,Cdk4)、活化型Caspase-9（Cleaved Caspase-9）和p21蛋白水平。结果:shRNA fascin 1慢病毒载体、shRNA fascin 2慢病毒载体感染后的SKOV3细胞中fascin mRNA和蛋白表达水平均降低,并且shRNA fascin 1慢病毒载体感染后细胞中fascin mRNA和蛋白表达水平下降更多。下调fascin后的卵巢癌细胞增殖能力降低,细胞克隆形成能力也降低,细胞G0/G1期比例升高,细胞凋亡率升高,细胞中活化型Caspase-3、活化型Caspase-9蛋白水平升高,p21蛋白水平也升高,Cdk4蛋白水平降低,与感染阴性对照慢病毒载体和未经感染的细胞比较,差异有统计学意义（P<0.05）。结论:下调fascin可降低卵巢癌细胞增殖能力、抑制卵巢癌细胞从G0/G1期向S期转变并诱导卵巢癌细胞凋亡。     

The side population of ovarian cancer cells defines a heterogeneous compartment exhibiting stem cell characteristics

Cancer stem cells (CSC) are believed to be involved in tumor evasion of classical antitumor therapies and have thus become an attractive target for further improvement of anticancer strategies. However, the existence and identity of CSC are still a matter of controversy. In a systematic screen of 13 ovarian cancer cell lines we show that cells with stem cell properties are reliably detectable as a minor population, characterized by ABC transporter expression resulting in the side population (SP) phenotype. In different cell lines, either ABCG2 or ABCB1 was found to be responsible for this effect. Purified SP cells featured virtually all characteristics of bona fide CSC, including clonogenicity, asymmetric division and high tumorigenicity in vivo. Using in-depth phenotyping by multicolor flow cytometry, we found that among the investigated ovarian cancer cell lines the SP compartment exhibits tremendous heterogeneity and is composed of multiple phenotypically distinct subpopulations. Thus, our study confirms previous results showing that CSC are contained within the SP. However, the exact identity of the CSC is still disguised by the high complexity of the CSC-containing compartment. Further functional studies are needed to determine whether a single cellular subset can unambiguously be defined as CSC or whether multiple stem cell-like cells with different properties coexist. Moreover, the observed heterogeneity may reflect a high level of plasticity and likely influences tumor progression, escape from immune-surveillance and development of resistance to anticancer therapies and should therefore be considered in the development of new treatment strategies.