乳腺癌的体外类器官培养和个性化药物选择

摘要

类器官培养是一种新发展的体外三维培养技术，2014年Lancaster在《Science》上发表综述，将“类器官(Organoid)”明确定义为：以干细胞或器官祖细胞为原料，经过体外培养，能发生细胞分化及谱系定向，即自组装为器官样结构的细胞群。相比于传统的细胞系和PDX模型，它具有拟合度高、培养周期短、传代稳定等优势，近年来被广泛应用于肿瘤研究，目前全球各个实验室已陆续培养出具有肝、胰腺、肺、肾、视网膜等微观结构的类器官组织。2018年Hans Clevers实验室率先在《Cell》杂志上发表文章，宣布成功建立了乳腺癌类器官的实验方法，并构建了一个含＞100例乳腺癌类器官的生物库。乳腺癌类器官研究尚在起步阶段，而国内尚缺乏乳腺癌类器官相关研究。 目的： 1.探索构建乳腺癌体外类器官培养的实验方法; 2.对成功建立的类器官模型进行组织层面、基因层面的评估; 3.利用类器官模型进行个性化药物敏感性检测，对比临床疗效，评价其应用于临床的可行性。 方法： 1.纳入2017.11至2018.4就诊于中国医学科学院肿瘤医院乳腺门诊的乳腺癌患者，超声引导下穿刺活检取样，在以基质胶为基础的培养基中对样品进行体外类器官培养，用倒置显微镜观察类器官生长情况; 2.将培养成功的类器官制成石蜡标本，切片并进行HE染色及免疫组化染色，进行组织学评估。 3.用试剂盒提取类器官DNA，构建DNA文库，进行二代测序并提取拷贝数变异(CNVs)及单核苷酸变异(SNVs)数据，利用生物信息学软件进行疾病预测及分析; 4.分别用不同浓度的药物处理类器官，测定细胞活性，评价药物敏感性，并与临床疗效进行对比分析。 结果： 1.本实验共纳入15例活检样本，类器官培养成功3例。 2.将培养成功的类器官制成石蜡切片，HE染色提示细胞核质比、核异型性符合肿瘤细胞特征。IHC染色结果与原肿瘤部分符合。 3.培养成功的类器官CNV及SNV测序发现变异基因参与细胞生长、细胞增殖、抑制细胞凋亡、促进肿瘤血管生长等环节。 4.对3例类器官进行药物敏感性筛查，发现了可能有效的治疗方案，和实际临床治疗疗效有一定联系，但证据不充分。 结论： 在本实验中，初步建立了乳腺癌患者的体外类器官培养平台，但成功率低于国外文献报道，类器官组织及遗传层面检测符合肿瘤细胞特征，但缺乏与原肿瘤对照，后续实验需更完善、更大规模的样本检测。类器官药物敏感性检测结果和实际临床治疗疗效有一定的一致性，但对于临床应用的指导仍需更多研究数据支持。

目录

摘要

前言

实验材料、试剂及仪器

二、主要试剂的配制

三、主要仪器设备及耗材

实验方法

二、乳腺活检标本的类器官建模

三、类器官培养平台的评估

四、利用类器官平台进行药物敏感性检测

实验结果

一、临床及病理特征

二、类器官平台评估

三、药物敏感性检测结果

讨论

一、乳腺癌类器官平台的建立

二、类器官评估

三、药敏检测与临床疗效

结论

参考文献

附录

综述

致谢

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