卵巢癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，而高级别浆液性卵巢癌（HGSC）是其中最常见和最致命的亚型。传统的细胞系和动物模型在重现HGSC的复杂肿瘤微环境和药物反应方面存在局限性。 今天小学社带来了一篇研究HGSC类器官的文章，本文介绍了一种新的建立和表征HGSC类器官的方法，这种方法更具代表性和临床相关性，可用于药物筛选和个性化医学。在本文中，我们将了解到HGSC器官样体的长期培养方案，以及如何将器官样体药物反应与临床结果相关联的见解。 
高级别浆液性卵巢癌（HGSC）是卵巢癌中最常见和最致命的类型。然而，目前长期培养HGSC类器官仍然存在困难。癌症类器官是一种自我更新的三维细胞培养物，更接近原始肿瘤的遗传和形态特征，对于发现生物标志物和匹配的治疗策略具有重要意义。目前，在HGSC中建立稳健的类器官的成功率相对较低，并且从新鲜手术标本中建立HGSC类器官存在时间限制和昂贵的基础设施的限制。本研究旨在建立和表征HGSC类器官，作为更具代表性和临床相关的模型，用于药物筛选和个性化医学研究。 
1. HGSC类器官培养基的建立 研究人员使用来自癌症患者的组织材料，在手术后冷冻保存并运送到实验室。他们使用Advanced DMEM/F12培养基作为起点，并添加了不同的培养基添加剂进行评估。研究人员发现，添加FGF-10、SB202190和A83-10可以改善类器官的形成。在继续优化的过程中，他们发现添加FGF-4和b-雌二醇可以促进类器官的生长和传代，而添加烟酰胺进一步改善了类器官的形成。最终，研究人员建立了最佳的HGSC类器官培养基配方，添加了FGF-10、SB202190、A83-10、FGF-4、b-雌二醇和5 mM烟酰胺（图1）。 
图1 2. 两种培养基配方可提高造血干细胞类器官培养的成功率 研究发现，M0.3培养基中添加EGF等成分会影响其生长。有些样品中，EGF会导致生长减少，最终培养失败；而在其他样品中，EGF会促进生长。通过结合EGF和其他添加剂，可以进一步改善类器官的生长和扩增。然而，这些添加剂会对EOC883_pAsc的生长和类器官形成产生损害。因此，为了提高类器官的成功生长率，每个HGSC样品应在M1和M2两种不同的培养基中平行培养。通过实验证实了这一策略的有效性，并且与先前报道的HGSC类器官长期培养成功率进行了比较，证明了该方法的成功率较高。 
图2 3. 建立可扩展的长期造血干细胞类器官集群并确定其特征 本研究开发了17个稳定的、长期的HGSC类器官培养，其中M1培养了7个，M2培养了10个。不同样本达到持续扩张阶段所需的时间不同，平均为89天。尽管存在培养物不稳定的情况，但大多数样本在测试期间都达到了稳定传代率。所有类器官培养物冷冻保存后能成功恢复生长。 从不同临床病程阶段的患者中提取的类器官表现出形态学异质性。类器官与原始样本相比，具有较高的肿瘤纯度，未观察到明显的正常细胞污染。类器官表现出与肿瘤上皮相匹配的形态学特征，并一致地表达了几个HGSC标记物。类器官显示出比原始肿瘤组织更强的细胞增殖标志物Ki-67的染色（图3）。 
图3 4. HGSC类器官在长期培养过程中保留了患者样本的基因组图谱 研究人员进行WGS分析发现，所有类器官中都发现了与原始肿瘤组织中的TP53突变相匹配的突变。此外，类器官还显示了其他HGSC遗传异常特征，并保持了肿瘤进化过程中的基因组变化。研究还发现大约50%的HGSC病例存在同源重组DNA修复途径的缺陷，这些特征也在类器官中得到了反映。类器官还保持了原始肿瘤的拷贝数变异谱。总的来说，类器官能够准确反映患者间的基因组异质性和疾病进化（图4）。 
图4 5. HGSC类器官再现肿瘤转录组特征 由于长期稳定的HGSC类器官培养物在单细胞水平的转录特征方面是否代表患者肿瘤仍不清楚，研究人员进行了单细胞RNA测序分析，结果显示，HGSC类器官在单细胞水平上与原始患者样本高度相似。通过混合细胞聚类和标志物表达分析，研究人员发现来自类器官的细胞主要是癌细胞，而来自患者样本的细胞包含了基质细胞和免疫细胞。通过基因组拷贝数变异分析，研究人员还发现HGSC类器官能够代表原始患者样本的细胞亚群。此外，在联合分析时来自所有患者的亚群显示出患者特异性聚类。总的来说，这些发现表明HGSC类器官能够准确地反映患者的基因组异质性和转录特征（图5）。 
图5 6. HGSC类器官药物反应与患者临床结果的相关性取决于培养基 研究人员以11种类器官为对象，进行了药物反应分析，发现不同药物在不同的类器官中表现出不同的效果。在大多数培养的M1/M2和HPLM中，类器官对吉西他滨、PARP抑制剂和阿avosertib的反应相似，但对卡铂、紫杉醇及其组合的反应在不同的培养基中有差异。研究还发现，体外药物反应与患者的临床记录相符，显示类器官对药物的反应可能更接近患者的实际情况。特别是在卡铂/紫杉醇治疗中，HPLM类器官的敏感性与患者的CA125降低程度相关。因此，基于类器官的功能测定结果与临床结果相关，并进一步研究使用类器官检测和生理样培养基来预测临床结果是有必要的（图6）。 
图6 
本研究提出了一种高效的 HGSC 有机体衍生和长期培养方法。通过利用低温保存的材料建立培养物，成功率高达53%。考虑到HGSC样本的异质性，研究人员开发了两种不同配方的培养基(M1和M2)。该研究展示了类器官的建立方法，可用于研究药物反应、基因依赖性变化和耐药机制。 同时，对类器官培养物进行了基因组数据分析，并观察到不同培养基对器官组织药物反应的差异。该研究的结果强调了对类器官细胞培养条件进行生理相关性评估的必要性，并为HGSC器官在癌症研究和个性化医疗中的应用提供了重要的理论基础。 参考文献 Senkowski W, Gall-Mas L, Falco MM, Li Y, Lavikka K, Kriegbaum MC, Oikkonen J, Bulanova D, Pietras EJ, Voßgröne K, Chen YJ, Erkan EP, Dai J, Lundgren A, Grønning Høg MK, Larsen IM, Lamminen T, Kaipio K, Huvila J, Virtanen A, Engelholm L, Christiansen P, Santoni-Rugiu E, Huhtinen K, Carpén O, Hynninen J, Hautaniemi S, Vähärautio A, Wennerberg K. A platform for efficient establishment and drug-response profiling of high-grade serous ovarian cancer organoids. Dev Cell. 2023 Jun 19;58(12):1106-1121.e7. doi: 10.1016/j.devcel.2023.04.012. Epub 2023 May 5. PMID: 37148882; PMCID: PMC10281085. 来源：类器官学社、盛合瑞类器官 |
|
|
