近日,上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院于穎彥教授團隊在國際癌癥研究權(quán)威刊物Cancer Letters發(fā)表了題為“Patient-derived organoids in translational oncology and drug screening”(轉(zhuǎn)化腫瘤學與藥物篩選中的患者源性類器官)的綜述文章。該文全面闡述了患者源性類器官(PDO)從構(gòu)建到發(fā)病機制以及藥物篩選研究中的最新進展,在生物醫(yī)藥領(lǐng)域類器官模型日益受到重視的當下具有重要參考價值,該文第一作者是交大醫(yī)學院博士研究生楊蕊馨,通訊作者是于穎彥教授。
2022年底,美國通過的一項新法案《FDA現(xiàn)代化法案2.0》引起全球廣泛關(guān)注。新法案取消了對于制藥企業(yè)在上人體試驗之前使用動物測試新藥的要求,有助于終止動物試驗對象不必要的痛苦和死亡。作為替代方法,可以采取計算機建模和3D組織培養(yǎng)以及類器官芯片等。
類器官是活組織在離體環(huán)境下進行的3D培養(yǎng)體系,可以很好地模擬了體內(nèi)微環(huán)境。因此,類器官可以重現(xiàn)其來源組織的形態(tài)表型、功能和基因譜系特征。依賴于活組織內(nèi)存在的成體干細胞,類器官可以自組織并分化成多系列細胞。自2009年荷蘭科學家Hans Clevers團隊成功將Lgr5+腸道干細胞在體外培養(yǎng)成具有隱窩狀和絨毛狀結(jié)構(gòu)的上皮類器官,該實驗技術(shù)得到迅速發(fā)展。目前,在胃腸道癌、腎癌、卵巢癌、肺癌、乳腺癌、肝癌和胰腺癌等均有成功利用PDO開展轉(zhuǎn)化型研究的報道。

圖示:類器官的構(gòu)建及應用概覽圖。左側(cè)展示了類器官構(gòu)建的核心要素,如組織采集、培養(yǎng)基、基質(zhì)生物材料和共培養(yǎng)體系等;右側(cè)展示了正常組織源性類器官與腫瘤源性類器官的不同用途。
本文研究發(fā)現(xiàn),同一類型癌癥對于治療反應的多樣性與腫瘤細胞異質(zhì)性密切相關(guān);類器官是藥物敏感性評價的良好實驗模型;類器官培養(yǎng)中需要根據(jù)來源組織類型的不同調(diào)整培養(yǎng)基成份;研發(fā)類器官與其它成份的共培養(yǎng)體系有助于拓展其應用領(lǐng)域。
此文是于穎彥團隊于2022年牽頭制定中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會《人胃腸上皮組織類器官的構(gòu)建與保藏操作指南》(T/CMBA017-2022)之后的又一力作。該項目得到了上海市科委、國家自然科學基金以及教育部與上海市共建臨床與轉(zhuǎn)化科學協(xié)同創(chuàng)新中心的資助。