类器官在癌症基础研究和临床转化中的应用

类器官是成体干细胞或多能干细胞体外三维培养形成具有特定结构的组织类似物,与对应的器官具有高度相似的组织特性和生理功能。肿瘤类器官能够很好地保留癌症患者体内肿瘤的组织学和突变特征,在构建肿瘤类器官样本库、重建肿瘤微环境、研究肿瘤的发生发展机制以及制定个性化治疗方案和药物筛选等方面发挥了重要的作用,但目前仍存在着一些因素限制了肿瘤类器官的进一步发展。综述类器官技术在肿瘤基础研究和临床转化中的应用及面临的挑战,并对未来肿瘤类器官的发展方向予以展望。     

类器官研究进展及应用

类器官是一种新型体外研究模型,由干细胞或肿瘤细胞在三维培养条件下自我组装而成。它能够高度模拟原位组织的生理结构和功能,经长期传代保持遗传信息的稳定,因此类器官在构建疾病模型、药物筛选及个体化医疗等方面具有广阔前景。目前,食道、胃、肠、肝、胰、前列腺和乳腺等结构的类器官和相应的肿瘤类器官均已面世,开拓了体外培养的新平台。本文将对类器官的类型及其在生物医学领域的应用做一综述。     

类器官在前列腺癌相关研究中的作用探索

类器官作为新一代临床前肿瘤模型,其建立对于揭示肿瘤生物学特性及探索对肿瘤患者有效的治疗方法具有重要意义。前列腺来源的类器官临床前肿瘤模型更是在前列腺肿瘤生物学特性研究和抗肿瘤药物筛选中发挥了巨大作用。当前普遍且成熟用于构建临床前前列腺肿瘤模型的方式有2 种：一种是前列腺肿瘤细胞株培养,另一种是人源性前列腺肿瘤组织异种移植。这2 种模型在前列腺癌基础研究与抗前列腺肿瘤药物筛选方面具有很高价值,但仍存在诸多无法回避的问题与劣势。最新研究构建的第三类临床前肿瘤模型——类器官或可解决当前2 种模型所存在的弊端。本文就类器官在前列腺癌相关研究中作用的研究进展作一综述。     

高通量自动化类器官芯片研究进展

类器官是利用干细胞的自更新和自组织能力在体外构建的三维多细胞培养物,其复现了对应器官或组织的关键结构和功能特征,为发育生物学、再生医学、疾病建模和药物开发等领域提供了理想的体外模型和研究平台。然而,传统的类器官培养体系依赖于手动操作,培养流程较为繁琐,且培养物个体差异和批次差异较大,成为限制类器官转化和应用的重要原因之一。因此,工程化类器官培养体系通过引入微流控芯片技术来提升类器官培养体系的通量和自动化程度,对于实现类器官大规模、均质化、标准化培养具有重要意义。该文综述了高通量自动化类器官芯片的研究进展,并探讨了类器官培养通量和标准化的主要限制性因素和潜在挑战。     

微乳头型肺腺癌类器官的构建及其靶向药物的筛选

目的 建立微乳头型肺腺癌类器官的培养方法,并开展靶向药物的筛选。方法 自确诊为微乳头型肺腺癌患者手术组织样本中提取和培养原代肺癌类器官,动态观察和记录肺癌类器官生长情况;苏木精-伊红(HE)染色法及免疫组化染色法比较肺癌类器官与亲本组织间肿瘤细胞形态及蛋白表达特征;实时荧光定量聚核酶链反应检测肺癌亲本组织和类器官中基因突变情况;基于基因检测结果挑选靶向药物并验证其体外抑瘤效果。结果 成功从微乳头型肺腺癌组织中培养出类球形肿瘤类器官,可传代至少3代。HE染色结果可见类器官中肿瘤细胞形态与亲本组织细胞基本一致;免疫组化染色结果显示肺癌类器官与亲本组织中各基因的蛋白表达水平大致相同;基因突变分析结果显示,肺癌亲本组织和类器官的突变基因结果一致,均体现为原癌基因酪氨酸蛋白激酶受体Ret(RET)融合突变。基于肺癌类器官的靶向药物筛选结果显示,凡德他尼的体外抑瘤效果最佳。结论 基于微乳头型肺腺癌类器官的药筛实验可在短时间内筛选出高效靶向药物,可使微乳头型肺腺癌患者从中获益。     

心脏类器官的研究进展及在药物发现研究中的应用

心血管疾病是人类卫生健康的重要威胁,也是药物研发的重要研究领域。类器官是利用干细胞的自我更新和分化能力,通过体外培养构建的一类与真实器官结构和功能类似的微器官。由于心脏类器官具备人源性、更贴近体内的结构和功能、可实现自组装及遗传稳定性好的特点,其在心脏发生发育研究、心血管疾病模型构建药物研发领域中的应用受到广泛关注。因此,本文将对近年来心脏类器官的发展与构建策略、心脏类器官在药物研发领域中的应用及该技术的前景进行讨论。     

类器官在儿童遗传性疾病中的应用研究进展

类器官是高度保留其来源组织器官特性的体外3D组织培养物,在生物医学领域得到了广泛的应用。类器官可以作为研究疾病的体外模型,有助于进一步了解疾病的病理生理和分子机制,为遗传性疾病的个性化治疗提供了技术支撑。该文将围绕类器官技术在儿童遗传性疾病中的应用,着重介绍其在模拟疾病模型、矫正遗传缺陷、个性化治疗方面的优势及潜在的发展前景,以期为后续研究提供参考。     

类器官模型在前列腺癌研究与治疗中的应用

前列腺癌(prostate cancer,PCa)是男性常见恶性肿瘤之一,由于其高度异质性及耐药性,一般治疗无法使患者获得最大收益。啮齿类动物与人的前列腺发育有较大区别,现有2维模型无法重现PCa患者特性,而类器官体外模型的出现,为PCa研究提供新思路,架起2维培养与体内模型之间的桥梁。该文介绍现有的前列腺模型,包括2维细胞系模型,患者来源的异种移植模型(来源系患者、循环肿瘤细胞、诱导多能干细胞的类器官模型)以及患者来源的异种移植的类器官模型,概述其在应用中的优势以及不足之处。     

低剂量电离辐射对小鼠小肠类器官生物学特性的影响及二甲双胍对其辐射损伤的防护作用

目的 研究低剂量电离辐射(LDIR)对小鼠小肠类器官生物学特性的影响,并观察二甲双胍对其辐射损伤的防护作用.方法 体外分离C57BL/6小鼠小肠隐窝,培养4 d后获得小鼠小肠类器官,进行100 mGy单次γ射线照射(100 mGy×1)或100 mGy 4次γ射线照射(100 mGy×4),分别建立小肠类器官单次或多次...     

雷公藤红素靶向抑制STAT3抗结直肠癌的机制

目的 探究雷公藤红素(celastrol,CEL)通过靶向抑制STAT3发挥抗结肠癌作用。方法 体外培养HCT-116细胞、Hep G2细胞、A549细胞,经不同浓度的CEL处理,CCK-8检测体外抗增殖活性;选择HCT-116细胞,利用Western blot检测给药前后STAT3及其上下游蛋白(JAK2、Survivin、MCL-1)的表达;应用表面等离子共振(SPR)以及分子对接技术分析CEL与人源STAT3重组蛋白(rh STAT3)的结合;采用流式细胞仪检测HCT-116细胞凋亡与细胞周期阻滞情况;建立4例患者来源的结直肠肿瘤类器官(colorectal cancer organoid,CCO)模型(CCO-1、CCO-2、CCO-3、CCO-4)和1例正常结直肠组织类器官模型(colorectal normal organoid,CNO),评价化合物对CCOs和CNO的抑制作用。结果 CEL对3种肿瘤细胞的半数抑制浓度分别为(A549:IC₅₀=2.37±0.02μmol·L^-1、HCT-116:IC₅₀     

姜黄素衍生物FM0817体外抗肿瘤活性研究

目的对比研究姜黄素衍生物FM0817与姜黄素对9株体外培养肿瘤细胞的增殖抑制作用。方法应用MTT法检测黄素衍生物FM0817与姜黄素耐9株体外培养肿瘤细胞的增殖抑制率。结果黄素衍生物FM0817与姜黄素对9株肿瘤细胞Ic50平均值分别为1．95μg·mL^-1和10．84μg·mL^-1,FM0817对多种肿瘤细胞的增殖抑制作用明显强于其母核姜黄素。结论姜黄素衍生物FM0817具有较强的体外抗肿瘤活性,有进一步开发研究的前景。     

鸡血藤提取物的抗肿瘤作用研究

目的：研究鸡血藤提取物的体内与体外抗肿瘤作用。方法：采用mT法检测鸡血藤提取物对体外培养的5种肿瘤细胞增殖的抑制作用;体内试验采用小鼠实体瘤S180细胞株接种小鼠,建立实体瘤与腹水瘤模型。计算抑瘤率与生命延长率。结果：鸡血藤提取物在5μg／ml-80μg/ml剂量的范围内对5种肿瘤细胞均有抑制作用。体内试验小鼠分另吐灌胃给予20mg/kg、50mg／kg、100mg／kg,能抑制小鼠体内肿瘤增长。也能明显提高腹水瘤小鼠的生命延长率。结论：鸡血藤提取物在体外对不同组织来源的肿瘤细胞增殖有明显的抑制作用;在体内能抑制小鼠体内瘤体生长,明显延长小鼠的生存期。     

Embryonic stem cells: a novel tool for the study of antiangiogenesis and tumor-induced angiogenesis

Major research initiatives in antiangiogenesis research have been undertaken to control angiogenic diseases such as polyarthritis, psoriasis, endometriosis, and diabetic retinopathy, and inhibition of tumor-induced angiogenesis has emerged as one of the most promising anti-cancer therapies currently available. Although several quantitative in vivo (i.e., animal models) as well as in vitro (i.e., pure endothelial cell cultures) angiogenesis assays have been described, the development of novel angiogenesis assays with organotypic culture systems that take into account oxygen and nutrient gradients, depth-dependent changes in intracellular pH and a redox state similar to that found in a natural tissue microenvironment are necessary to investigate blood vessel growth. Embryonic stem cells of mouse and human origin have the capacity to develop into three-dimensional tissues with functional capillaries, and this model system represents an excellent in vitro model for antiangiogenesis research. Upon confrontation of stem cells by co-culture with multicellular tumor spheroids, tumor-induced angiogenesis, i.e., the invasion of endothelial host-derived cells into a tumor tissue, can also be monitored. The current review provides an overview of embryonic stem cells as novel tools for antiangiogenesis research and outlines the use of confrontation cultures for the study of tumor-induced angiogenesis.     

小分子肿瘤血管破坏剂研究进展

 靶向肿瘤血管系统作为肿瘤治疗的策略已经取得了很好的临床疗效。目前上市的药物主要是抑制肿瘤的血管新生,而肿瘤血管具有的分级不规则、网络混乱等特点使得靶向既存的肿瘤血管成为可能。小分子肿瘤血管破坏剂是近年来出现的一类靶向既存血管系统的化合物,该类化合物可以快速、选择性地破坏既存的肿瘤血管网络从而引发肿瘤的坏死。目前已经有多种小分子肿瘤血管破坏剂进入临床前和临床评价,其显示的良好的体内外抗肿瘤效果为肿瘤的治疗提供了新的策略。文中综述小分子血管破坏剂的作用效果、作用机制和临床研究进展,深入理解其具体作用机制对于这类药物的开发具有重要的意义。     

Matrigel在肿瘤体内外研究模型中的应用

Matrigel是一种从Engelbreth-Holm-Swarm（EHS）小鼠肉瘤中提取的可溶性基底膜成分,其主要成分包括层粘连蛋白、Ⅳ型胶原、巢蛋白、硫酸肝素糖蛋白和各种细胞因子。上皮来源的肿瘤含有丰富的基底膜,并在肿瘤生长、转移和形态等方面表现出独特的作用。Matrigel已广泛用于肿瘤研究中,本文阐述了matrigel在肿瘤体内外实验模型中的应用。研究matrigel将有助于我们加深对肿瘤本质的认识并提供更为有效的治疗靶点。     

Recent development of silica nanoparticles as delivery vectors for cancer imaging and therapy

In spite of significant advances in early detection and combined treatments, a number of cancers are often diagnosed at advanced stages and thereby carry a poor prognosis. Developing novel prognostic biomarkers and targeted therapies may offer alternatives for cancer diagnosis and treatment. Recent rapid development of nanomaterials, such as silica based nanoparticles (SiNPs), can just render such a promise. In this article, we attempt to summarize the recent progress of SiNPs in tumor research as a novel delivery vector. SiNP-assisted imaging techniques are used in cancer diagnosis both in vitro and in vivo. Meanwhile, SiNP-mediated drug delivery can efficiently treat tumor by carrying chemotherapeutic agents, photosensitizers, photothermal agents, siRNA, and gene therapeutic agents. Finally, SiNPs that contain at least two different functional agents may be more powerful for both tumor imaging and therapy.From the Clinical EditorThis paper summarizes recent progress on the field of silica nanoparticles research as novel delivery vectors for cancer-specific imaging as well as drug delivery of chemotherapeutics, photosensitizers, photothermal agents, siRNA, and gene therapy agents.     

Overview of current standpoints in profiling of circulating tumor cells

The goal of this review is summarizing current technologies developed as the in vitro prognostic/diagnostic systems that can rapidly separate and detect circulating tumor cells (CTCs) from cancer patient’s blood (1–10 CTCs of 1 billion red blood cells) by labeled and non-labeled method. The review is focused on three major areas of CTC research (1) Summary of previous research on capturing of CTCs, (2) New development of the in vitro prognostic diagnosis system of cancer that is capable of rapid separation of CTCs, (3) Future direction on development of new technologies for CTC profiling. Current CTC researches have helped on identifying patients who may benefit from chemotherapy before treatment, patients who may benefit from continued chemotherapy, and leading to clinical development of CTC-guided chemotherapy strategies. We analyze the feasibility of clinical application of these current CTC research for the ultimate goal of increasing the survivability of cancer patient. The biomolecular assays of viable CTCs from cancer patient may elucidate the mechanism of metastasis and tumor initiating cells and also may have high impact on the development of personalized medicine to overcome the incurable diseases.     

载药动脉栓塞微球DC BeadTM研究进展

载药洗脱微球结合了栓塞与局部化疗的优势,其经微导管注射,选择性对肿瘤供血动脉进行栓塞,使肿瘤缺血坏死;同时其向病灶部位持久缓慢地释放药物,形成局部高浓度,对肿瘤细胞产生显著的细胞毒效应.近年来载药DC BeadTM用于肝癌的栓塞化疗研究取得了较快的发展.本文就其制备方法、载药特点、体外释放方法、体内药动学及临床研究等方面进行了综述.     

Studies in vivo and in vitro on the influence of 5-fluorouracil and n'-(2'-furanidyl)-5-fluorouracil on the walker carcinosarcoma 256 in the rat (author's transl)

We compare the effects of 5-fluorouracil and N'-(2'-furanidyl)-5-fluorouracil (Ftorafur) in vivo (tumor size) and in vitro ([6-3H]-deoxyuridine incorporation) on solid Walker carcinosarcoma of the rat. 5-Fluorouracil and Ftorafur have a dose-dependent effect on tumor size and on [6-3H]-deoxyuridine incorporation in vitro. The in vivo effects on tumor size are similar when the dose of Ftorafur calculated by its molecular weight is about 3 times higher than that of 5-fluorouracil. In vitro an about 650 times higher dose of Ftorafur is required to achieve a comparable reduction of [6-3H]-deoxyuridine incorporation in the tumor cells.     

双氢青蒿素抗肿瘤作用机制的研究进展

双氢青蒿素(dihydroartemisinin,DHA)是我国自主研发的青蒿素衍生物类抗疟药,它除了具有良好的抗疟作用外,近几年研究发现其在体内外还具有较强的抗肿瘤作用。现代研究发现,DHA可以作用于线粒体依赖性细胞凋亡通路、抑制NF-κB活化,从而促进肿瘤细胞凋亡;并且能阻滞细胞周期;由Fe2+介导直接杀伤肿瘤细胞;通过作用于纤维蛋白溶解系统uPA、抑制VEGF诱导的血管生成作用来抑制肿瘤的侵袭和转移。本文对DHA抗肿瘤作用及其机制方面的研究作一综述,以期对青蒿素类药物抗癌作用研究热点提供有价值的参考。