【答疑解惑】類器官培養(yǎng)100問-上篇50問-技術(shù)前沿-資訊-生物在線

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【答疑解惑】類器官培養(yǎng)100問-上篇50問

作者:蘇州近岸蛋白質(zhì)科技股份有限公司 暫無發(fā)布時間 (訪問量:32725)

【答疑解惑】類器官培養(yǎng)100問-上篇50問
 
類器官是能夠在體外三維培養(yǎng),并表現(xiàn)出相應(yīng)器官生物學(xué)特征的“最小系統(tǒng)”。雖然對于類器官的研究日趨成熟,但大家總會有這樣那樣的小困惑:為什么要用上皮細(xì)胞培養(yǎng)?為什么培養(yǎng)基的成分這么復(fù)雜?
 
 
近岸蛋白憑借構(gòu)建類器官平臺的實踐經(jīng)驗和深厚的文獻(xiàn)積累,圍繞類器官培養(yǎng)基本操作(基礎(chǔ)篇),腫瘤類器官培養(yǎng)(PDO篇),以及類器官應(yīng)用等多個主題方向,精心整理了類器官培養(yǎng)常見問題100問,今天為大家?guī)砩掀?/span>
 
 
基礎(chǔ)篇
Q1: 類器官培養(yǎng)對于起始細(xì)胞的來源有要求嗎?
A1: 目前培養(yǎng)的類器官主要來源于上皮細(xì)胞,對于非上皮細(xì)胞來源的類器官培養(yǎng)方式還需要進一步研究。
 
Q2: 類器官按照起始細(xì)胞的類型,分為幾種呢?
A2: 常見的類器官根據(jù)起始細(xì)胞的類型,可以分為兩種:
(1)腫瘤組織來源的腫瘤類器官;
(2)干細(xì)胞來源的類器官,包括:多能性干細(xì)胞 (PSC) /成體干細(xì)胞 (ASC)以及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)。
 
Q3: 類器官是由單一種類細(xì)胞組成的嗎?
A3: 類器官并不是單一細(xì)胞組成的結(jié)構(gòu),而是由具有干細(xì)胞性質(zhì)的起始細(xì)胞進行分裂和分化,并將多種類型的細(xì)胞自組裝的結(jié)構(gòu),自組裝后的形態(tài)和功能與體內(nèi)相應(yīng)器官相似。
 
Q4:在沒有新鮮組織的情況下,可以用凍存組織提取的原代細(xì)胞進行3D培養(yǎng)嗎?
A4:可以的。已有學(xué)者驗證過,將人結(jié)腸癌、甲狀腺癌、肺癌、腎癌和肝癌的手術(shù)組織切碎后,以梯度降溫的方式進行冷凍,最終在液氮中保存15-18個月后進行復(fù)蘇和原代細(xì)胞提取,分別對細(xì)胞進行2D和3D培養(yǎng),證實了凍存對于細(xì)胞活力和生長速度均無顯著影響【1】
當(dāng)然,由于組織來源不同、凍存條件不同,還需要大家根據(jù)實際情況進行驗證,新鮮組織提取的細(xì)胞依然是3D培養(yǎng)的最佳選擇。
 
Q5:類器官可以像細(xì)胞一樣進行凍存和復(fù)蘇嗎?
A5:類器官可以凍存,通常會在傳代2-3次之后選擇凍存。為了達(dá)到最佳的效果,可以選擇類器官成熟(傳代7-10次)后再進行凍存。
 
Q6:類器官的尺寸需要進行控制嗎?
A6:是的,主要的原因是類器官內(nèi)部缺乏循環(huán)系統(tǒng)。
當(dāng)類器官的尺寸較大時,靠近中心的細(xì)胞難以和外界進行氧氣和營養(yǎng)成分的交換。因此這個結(jié)構(gòu)尺寸越大,死亡的細(xì)胞就越多(見下圖)【2】。我們在培養(yǎng)的過程中,需要控制類器官的大小在4-5mm以內(nèi)。未來的類器官技術(shù)可以與血管類器官結(jié)合在一起,建立一個功能性的封閉循環(huán)系統(tǒng),用以培養(yǎng)出更大尺寸的類器官。
TUNEL染色表明較大尺寸的類器官中心有大量細(xì)胞死亡(綠色),比例尺為100μm【2】
 
Q7:類器官傳代的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
A7:類器官的傳代通常是根據(jù)培養(yǎng)的時間判斷。一般在7-14天時進行第一次傳代,后續(xù)則每7-10天傳代一次【3】
 
Q8:類器官可以進行多少次傳代?
A8:大部分類器官可以在體外連續(xù)傳代10次(>6個月),甚至有些類器官可以連續(xù)傳代20次(>12個月)并且維持原有的生長速度【4】
 
Q9: 鑒定類器官的方法有哪些?
A9: 初步可以通過顯微鏡和H&E染色觀察形態(tài);然后可以用Western Blot、qRT-PCR、免疫熒光、流式細(xì)胞術(shù)檢測該類器官是否表達(dá)相應(yīng)的biomarker;基因測序可以鑒定所培養(yǎng)的類器官是否有某些特征丟失;對于部分類器官,還可以檢測其是否具有功能,例如:已有研究檢測出胃類器官可以分泌胃酸,心臟類器官可以自主跳動。
 
Q10: 類器官是如何按照我們的意愿進行定向分化的?
A10: 在進行類器官培養(yǎng)前,我們需要了解該器官在體內(nèi)的發(fā)育過程,及早期發(fā)育相關(guān)的信號通路。
以胃類器官培養(yǎng)為例:胃由前后腸發(fā)育而來,早期發(fā)育需要由多種信號通路共同調(diào)控。那么在體外我們需要通過添加細(xì)胞因子的方式,指導(dǎo)激活/抑制相應(yīng)的信號通路,來達(dá)到相同的效果,如:PSCs在Activin A的作用下分化為內(nèi)胚層,Wnt3a、FGF-4和Noggin指導(dǎo)細(xì)胞向向前腸分化【5】
 
 
PDO篇
患者來源類器官(Patient Derived Organoid, PDO)是體外評估藥物的有效模型,目前較常用于患者的個性化用藥和抗癌藥物的測試領(lǐng)域。今天小編整理了部分PDO培養(yǎng)中常遇到的問題,希望能夠?qū)Ω魑恍』锇橛兴鶐椭?/span>
 
Q11:對于病人的腫瘤組織,需要怎樣處理盡量避免污染?
A11:1、將腫瘤組織置于70%-75%乙醇中30秒,清洗表面血塊等雜物,并用剪刀對組織稍加修整。
2、放入含有青/鏈霉素、兩性霉素B、慶大霉素(單獨使用某一種或幾種組合)的PBS緩沖液進行進一步清洗。
3、原代細(xì)胞提取前,建議先進行支原體檢測,防止支原體污染。
 
Q12: PDO對于藥敏反應(yīng)的準(zhǔn)確度是怎樣的呢?
A12:有數(shù)據(jù)表明,PDO對藥敏反應(yīng)的陽性預(yù)測值(預(yù)測某一特定藥物有效)為88%,陰性預(yù)測值(預(yù)測某一特定藥物無效)為100%,敏感性達(dá)100%,特異性為93%【6】。
 
Q13:病灶和癌旁培養(yǎng)出的類器官有差別嗎?腫瘤組織的取材部位有什么要求?
A13:原發(fā)病灶和癌旁來源的腫瘤類器官是有差別的。
如:從形態(tài)上看,原發(fā)病灶來源的類器官比癌旁來源的類器官更具有侵襲性的結(jié)構(gòu)【7】
由于腫瘤具有異質(zhì)性,因此類器官存在差異也是很常見的。如果想要盡量減小建模或藥物篩選的誤差,可以考慮多點位取材。
原發(fā)病灶來源的類器官比癌旁來源的類器官更具有侵襲性的結(jié)構(gòu)【7】
 
Q14:PDO培養(yǎng)的成功率是多少?成功率和是否進行治療有關(guān)系嗎?
A14:不同類型來源的PDO成功率略有不同,大部分的PDO培養(yǎng)成功率在63%-70%左右【6】,并且臨床治療對于這個統(tǒng)計結(jié)果影響不大【8】。通過縮短樣本離體時間和操作步驟,可以適當(dāng)提高成功率。
Q15:凍存多長時間內(nèi)的組織可以用于類器官培養(yǎng)?
A15:對于凍存在-80℃的組織,6周之內(nèi)復(fù)蘇并進行類器官培養(yǎng)是最佳選擇【9】。當(dāng)然如果是保存在液氮中,保存的時間可以更久一些。
 
Q16:原代細(xì)胞提取時,通常會混有增殖非常迅速的成纖維細(xì)胞,應(yīng)該怎樣快速去除呢?
A16:成纖維細(xì)胞主要有兩種去除方式:
1、鑒于成纖維細(xì)胞貼壁不牢的性質(zhì),可以采用反復(fù)貼壁的方式去除大部分成纖維細(xì)胞。
2、目前已有商用的成纖維細(xì)胞去除試劑,但是否會影響類器官的培養(yǎng)還需要實驗驗證。
 
Q17:培養(yǎng)腫瘤類器官需要原始腫瘤組織的大小是多少?活檢樣本量足夠嗎?
A17:手術(shù)組織大概需要3顆黃豆大小以上,穿刺活檢樣本需要至少3針,內(nèi)鏡活檢至少鉗取6顆以上。
 
Q18:從腫瘤組織中提取原代細(xì)胞后,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞呈紅色,這是為什么?
A18:紅色主要是由于腫瘤組織中的大量紅細(xì)胞所導(dǎo)致的。
首先,可以在拿到組織后盡量多清洗幾次,能夠去除大部分的紅細(xì)胞;
其次,可以使用商品化的紅細(xì)胞裂解液。紅細(xì)胞裂解液的原理是去除無核細(xì)胞,因此不會影響其他有核細(xì)胞的正常培養(yǎng)。
 
Q19:怎樣構(gòu)建含有PDO的腫瘤微環(huán)境?
A19:目前構(gòu)建含有PDO的腫瘤微環(huán)境主要有三種方式:
(I)將腫瘤組織經(jīng)過物理或酶解分離后,在細(xì)胞外基質(zhì)(Matrigel或BME)中進行類器官培養(yǎng);同時分離外源性免疫細(xì)胞(通常來源于自體外周血或腫瘤組織),隨后與生長的類器官進行共培養(yǎng)。
(II)將腫瘤消化后形成的球狀組織與膠原蛋白混合,并接種到微流體培養(yǎng)裝置中,即腫瘤細(xì)胞與樣本中的固有免疫微環(huán)境共同培養(yǎng),形成天然TME模型。
(III)將含有免疫細(xì)胞的腫瘤組織物理切割成組織碎片,在包被膠原蛋白凝膠的transwell小室中進行培養(yǎng)。凝膠的頂部暴露在空氣中,同時外皿中的培養(yǎng)基通過可滲透的transwell擴散到內(nèi)皿中,形成氣-液交互界面(air–liquid interface, ALI)。腫瘤免疫微環(huán)境的類器官培養(yǎng)系統(tǒng)建立可參考“腫瘤微環(huán)境的類器官模型,助力耐藥腫瘤的治療”。
 
Q20:由于取到的腫瘤組織太小了,培養(yǎng)的類器官數(shù)目不足以進行后續(xù)的檢測。我可以將類器官傳代擴增嗎?
A20:對于腫瘤來源的類器官一般是不建議傳代的,因為傳代后的表型會和體內(nèi)情況略有差異。文獻(xiàn)中的PDO一般會控制在2-3代【9】,最多不超過5代【10】
如果細(xì)胞數(shù)目太少,傳代5次依然不能滿足測試需求,可以考慮將檢測的方式改變一下,比如從96孔板換成384孔板,甚至更小體系的微流控芯片。
 
Q21:腫瘤組織中會存在正常細(xì)胞嗎?怎么去除這些正常細(xì)胞?
A21:即使是肉眼判斷為腫瘤的組織中,也會混有一部分正常細(xì)胞。因此在進行類器官培養(yǎng)前,可以先將原代細(xì)胞進行流式分選或磁珠分選,得到腫瘤細(xì)胞再進行類器官培養(yǎng)。
 
Q22: 正常細(xì)胞是否也會生長為類器官?腫瘤類器官培養(yǎng)時怎么去除正常類器官?
A22:由于腫瘤組織中通常混有一些健康細(xì)胞,因此培養(yǎng)出的腫瘤類器官很有可能混雜了來源于正常上皮的類器官。為了得到更純的PDO,除了Q1中提到的對原代細(xì)胞進行處理外,也可以對類器官群進行“純化”,主要有以下三種途徑【6】
 
 
1、利用正常類器官和PDO的形態(tài)不同,在鏡下進行手動篩選。圖1展示了胃類器官和腫瘤類器官的形態(tài)差異:正常的胃類器官呈球形,由單層上皮細(xì)胞組成,具有較大的管腔;而腫瘤類器官通常是囊狀,且有多層細(xì)胞形態(tài)。
正常胃類器官和腫瘤類器官的鏡下形態(tài)不同,比例尺300μm【6】
 
2、通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中的組分進行篩選。如:大多數(shù)胃癌表現(xiàn)出TP53突變,這一突變使PDO表現(xiàn)出對Nutlin-3更耐受,而正常類器官則會死亡。
 
3、將類器官消化為單個細(xì)胞后,流式分選出腫瘤細(xì)胞。
腫瘤類器官的單細(xì)胞流式分選,比例尺400 μm【6】
Q23:進行藥敏實驗時,需要將PDO從基質(zhì)膠中消化下來嗎?
A23:可能有很多小伙伴擔(dān)心基質(zhì)膠會阻礙藥物進入到PDO中,但無數(shù)實驗已經(jīng)證明,基質(zhì)膠內(nèi)的PDO是可以對藥物進行響應(yīng)的;而且PDO需要三維結(jié)構(gòu)才能模擬體內(nèi)狀況,如果沒有了基質(zhì)膠的支撐,藥敏實驗的準(zhǔn)確性會打折扣。
 
Q24:PDO實驗可以代替動物模型(PDX)嗎?
A24:PDO相較于動物模型有很多優(yōu)點,例如成本低、耗時短、可以進行大規(guī)模培養(yǎng)和實驗等。不過在藥物代謝、癌癥的浸潤、轉(zhuǎn)移等方向的研究則需要動物實驗來進行。
 
Q25:在培養(yǎng)過程中,PDO生長情況與之前相比異常,主要表現(xiàn)為生長周期變短,增殖迅速,這是什么原因?
A25:如果PDO在培養(yǎng)過程中突然增殖迅速,可能是某些雜質(zhì)細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞)的大量生長導(dǎo)致的,此時最好進行切片染色,觀察一下是否存在這些細(xì)胞的污染。如果不是這個原因,則考慮是突變引起的,最好進行測序驗證并與初代PDO進行比對。
 
Q26:怎樣檢測PDO對藥物的敏感性?
A26:主要有兩種途徑進行檢測。
1、進行細(xì)胞活力檢測,即線粒體呼吸(耗氧率)、糖酵解 (H+濃度)等;
2、可以通過高內(nèi)涵成像技術(shù)進行分析。
 
Q27:PDO和腫瘤原代細(xì)胞的藥敏實驗濃度范圍相同嗎?
A27:小編查閱了大量的相關(guān)文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)PDO的藥物測試有效濃度會整體高于2D細(xì)胞,不同種類的PDO之間也存在很大的倍數(shù)差異。
 
Q28:PDO模型可以進行抗體類藥物篩選嗎?
A28:由于抗體類藥物需要免疫細(xì)胞的參與,因此單純的PDO模型并不適合。可以考慮在PDO的基礎(chǔ)上建立腫瘤微環(huán)境(TME),從而進行抗體類藥物的測試。
 
Q29:腫瘤細(xì)胞系(如Hela細(xì)胞系)可以培養(yǎng)成為PDO嗎?
A29:不可以。PDO需要依賴多種細(xì)胞在體外的自組裝形成,而腫瘤細(xì)胞系沒有自組裝的能力,可能會形成細(xì)胞團,但這并不是PDO。
 
Q30:PDO可以進行建庫嗎?
A30:不論是原發(fā)型還是轉(zhuǎn)移型腫瘤,都可以建立PDO樣本庫。但考慮到PDO的培養(yǎng)并不是百分之百成功的(比如CRC-PDO的培養(yǎng)成功率大約是73%【12】),因此建庫所需的樣本量會比較大。
 
 
應(yīng)用篇
類器官是能夠在體外三維培養(yǎng),并表現(xiàn)出相應(yīng)器官生物學(xué)特征的“最小系統(tǒng)”。隨著類器官培養(yǎng)技術(shù)的不斷進步,應(yīng)用也越來越廣泛。今天小編整理了一些關(guān)于類器官應(yīng)用方面的問題,希望能夠?qū)Ω魑恍』锇橛兴鶐椭?/span>
 
 
Q31:用于疾病研究的類器官需要最大限度減小差異。但在實際培養(yǎng)過程中,同批次類器官個體之間、以及不同批次類器官樣本之間均存在顯著差異,這個問題怎樣克服呢?
A31: 類器官是由不同類型的細(xì)胞組成的結(jié)構(gòu),并且在體外是自組裝的,因此很容易存在同一樣本在相同培養(yǎng)條件下的孔間差異。
如果是用于患者個性化醫(yī)療的腫瘤類器官,需要更精準(zhǔn)地模擬患者體內(nèi)的特征,這種情況建議采用多個平行來減小差異;
如果是用于機制研究或用作疾病模型的類器官,可以考慮利用“微流控液滴技術(shù)”進行工程化培養(yǎng),相關(guān)成果已發(fā)表在Cell Reports Medicine【13】
 
 
Q32: 目前培養(yǎng)出的類器官可以進行體內(nèi)移植,用于器官重建嗎?
A32:已有動物實驗證實過可行性,比如:腸類器官移植小鼠治療潰瘍性結(jié)腸炎【14】;胰島類器官移植小鼠治療糖尿病【15】
雖然目前類器官移植尚未進入臨床,但在2021年2月,Science【16】首次報道了利用膽道類器官修復(fù)離體條件下的人類肝臟,實現(xiàn)了膽道再生,并改善了膽汁性質(zhì)。
 
 
Q33:類器官一般長到什么程度可以用來進行藥物測試?
A33:這個問題可以在Nature Protocols【17】找到答案。
對于新鮮培養(yǎng)的類器官:建議對低代次類器官(2-3代)進行藥物篩選,以最大限度地減少使用過的培養(yǎng)基或體外突變累積對藥物測試的影響。
對于經(jīng)過凍存的類器官:由于冷凍/解凍可能導(dǎo)致復(fù)蘇時器官樣形態(tài)的變化,因此建議類器官至少傳代一次再進行藥物篩選。如果出現(xiàn)復(fù)蘇后細(xì)胞活力不佳,則需要延長培養(yǎng)時間以恢復(fù)細(xì)胞狀態(tài)。
 
 
Q34:類器官建立是否成功有怎樣的標(biāo)準(zhǔn)嗎?
A34:1、判斷形態(tài)。顯微鏡下類器官形態(tài)可能為空泡狀、出芽狀、緊密型、松散型等,但整體形態(tài)一致。
2、可以鑒定相應(yīng)的biomarker是否有表達(dá),及分布是否與組織切片相似。
3、是否能夠傳代3次以上,并可以凍存復(fù)蘇。
4、如果有條件的話,可以進行測序分析。
 
 
Q35:類器官可以進行基因編輯嗎?
A35:可以,干細(xì)胞來源類器官的基因編輯多用于疾病建模,而腫瘤來源的類器官則多用于尋找疾病相關(guān)突變點或治療靶點,下圖列舉了類器官基因編輯的部分研究和應(yīng)用。
 
類器官基因編輯的部分研究和應(yīng)用【18】
 
 
Q36:類器官培養(yǎng)和普通細(xì)胞培養(yǎng)有何不同之處?
A36:1、細(xì)胞來源有區(qū)別:類器官的細(xì)胞來源是具有多能性的上皮細(xì)胞,而普通細(xì)胞培養(yǎng)適用于培養(yǎng)多種類型細(xì)胞;
2、 細(xì)胞培養(yǎng)方式不同:1)類器官需要基質(zhì)膠等材料支撐其三維結(jié)構(gòu),普通細(xì)胞培養(yǎng)則不需要;2) 類器官需要實現(xiàn)體外分化和自組裝,因此需要多種細(xì)胞因子的組合進行誘導(dǎo),培養(yǎng)基成分復(fù)雜。而普通細(xì)胞培養(yǎng)通常為單一種類細(xì)胞,因此培養(yǎng)基成分較簡單;
 
 
Q37:用哪種培養(yǎng)基培養(yǎng)來自轉(zhuǎn)移部位腫瘤的類器官,比如原發(fā)灶為A類型腫瘤,轉(zhuǎn)移灶為B類型腫瘤?
A37:通常來講,如果腫瘤發(fā)生了轉(zhuǎn)移,我們依然選用相對應(yīng)的原發(fā)灶(A類型)PDO培養(yǎng)基。
 
 
Q38:怎樣證明培養(yǎng)出的結(jié)構(gòu)是類器官,而不是簡單聚集在一起的細(xì)胞團?
A38:類器官的分化方式本質(zhì)上是在模擬體內(nèi)的器官發(fā)育,因此表達(dá)形態(tài)及各細(xì)胞分布情況與實際器官具有相似性,而細(xì)胞團則沒有這種規(guī)律。我們可以通過免疫熒光的方式檢測biomarkers的分布情況來區(qū)分。例如下圖中的結(jié)果表明,腎類器官與腎組織的biomarkers分布高度一致【19】
 
腎類器官與腎組織的biomarkers分布高度一致【19】
 
 
Q39:類器官的的來源細(xì)胞必須要具有多能性嗎?正常組織成熟體細(xì)胞可以進行類器官培養(yǎng)嗎?
A39:由于類器官涉及到體外分化和自組裝,因此來源細(xì)胞必須具有多能性。正常組織的成熟體細(xì)胞中往往會有一部分成體干細(xì)胞(標(biāo)志物為Lgr5,CD133等),這部分細(xì)胞也可以進行類器官培養(yǎng)。
 
 
Q40:可以通過構(gòu)建條件性培養(yǎng)基代替商品化的細(xì)胞因子嗎?
A40:依據(jù)Hans Clevers實驗室早期發(fā)表的文章,可以采用條件性培養(yǎng)基代替純化的細(xì)胞因子進行類器官培養(yǎng),但同時也需要考慮條件性培養(yǎng)基的不足之處。小編總結(jié)了條件性培養(yǎng)基和近岸細(xì)胞因子的參數(shù)差異。
 
 
表1. 條件性培養(yǎng)基和近岸蛋白細(xì)胞因子的參數(shù)差異
總的來說,條件性培養(yǎng)基對于部分預(yù)實驗或少量類器官培養(yǎng)是可行的,但鑒于質(zhì)粒構(gòu)建和驗證消耗的時間,以及檢測過程涉及的抗體、qPCR等成本也是需要考慮在內(nèi)的。同時,細(xì)胞代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素和宿主殘留物等也有可能影響實驗結(jié)果。因此,選用高品質(zhì)的商品化細(xì)胞因子能夠幫您節(jié)約時間和金錢成本,快速推動類器官培養(yǎng)進程。
 
 
實際操作篇
 
 
類器官是能夠在體外三維培養(yǎng),并表現(xiàn)出相應(yīng)器官生物學(xué)特征的“最小系統(tǒng)”。雖然許多類器官的培養(yǎng)方案日漸成熟,但在實際操作中總會碰到這樣那樣的問題,今天小編整理了一些類器官培養(yǎng)操作中常遇到的問題,希望能夠?qū)Ω魑恍』锇橛兴鶐椭?/span>
 
 
Q41: 按照文獻(xiàn)方法進行類器官培養(yǎng),為什么觀察到的形態(tài)卻和文獻(xiàn)不一致?
A41:決定類器官形態(tài)的因素有很多,樣本來源是否相同、選用的細(xì)胞因子品質(zhì)是否有差異都有可能改變最終的類器官形態(tài)。這里舉一個文獻(xiàn)中的例子,分別取四個高級別漿液性(HGS)卵巢癌患者的腫瘤組織,用同樣的條件進行類器官培養(yǎng),H&E染色結(jié)果顯示它們的形態(tài)千差萬別【20】。因此對于類器官的鑒定,我們不能局限于形態(tài)觀察,需要使用多種方法相結(jié)合。
 
由4例HGS卵巢癌患者的腫瘤組織所制備的類器官形態(tài)不同【20】
 
 
Q42:類器官的藥敏實驗中需要使用DMSO作為藥物的溶劑,需要控制DMSO的用量嗎?
A42:考慮到DMSO這類有機物的細(xì)胞毒性,建議終濃度不超過0.1%(v/v)。
 
 
Q43:培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)類器官培養(yǎng)物中有黑色小顆粒,這個是雜質(zhì)嗎?應(yīng)該怎樣去除?
A43:黑色小顆粒大概率是雜質(zhì)或細(xì)胞碎片,去除它們有以下兩種方式可以參考:
1、將類器官消化下來,用培養(yǎng)基進行反復(fù)清洗,達(dá)到稀釋雜質(zhì)的作用;
2、用無菌手術(shù)刀將類器官切成兩半,取1ml注射器吸滿培養(yǎng)基并輕輕推出,沖洗類器官中的雜質(zhì)【21】
 
 
Q44:對于腫瘤患者的個性化醫(yī)療測試,PDO、PDX、PDXO的模型可以相互結(jié)合使用嗎?
A44:PDO、PDX、PDXO模型有各自的優(yōu)勢,通常有以下兩種結(jié)合方式:PDO-PDX和PDX-PDXO。
1、PDO-PDX是性價比更高的方式,即:先利用PDO進行高通量的藥物篩選,篩選出有效的藥物再進行PDX測試。
2、PDX-PDXO是更精準(zhǔn)的藥物測試方式,即:先利用PDX產(chǎn)生大量的體內(nèi)腫瘤,然后將這些腫瘤分離進行PDXO培養(yǎng),此時可以通過PDX模型,將PDXO的藥敏實驗結(jié)果與體內(nèi)用藥結(jié)果一一對應(yīng),進而預(yù)測人體用藥的結(jié)果,實現(xiàn)對患者更精準(zhǔn)的用藥指導(dǎo);并且可以用PDX模型將轉(zhuǎn)移后的腫瘤分離,同樣進行PDXO培養(yǎng)和用藥,能夠更精確地對轉(zhuǎn)移灶進行藥物篩選。
 
 
Q45:類器官怎么從基質(zhì)膠中回收?
A45:1、將類器官放置在冰上,待基質(zhì)膠融化后離心進行回收,這種方式適用于不需要將類器官結(jié)構(gòu)完全打散的情況;
2、市售的細(xì)胞回收液,可以溫和有效地獲得細(xì)胞懸液,不會損傷細(xì)胞或細(xì)胞表面蛋白。
 
 
Q46:為什么用基質(zhì)膠來培養(yǎng)類器官?可以用其它類型的凝膠替代嗎?
A46:基質(zhì)膠能夠為類器官提供支撐作用,目前類器官培養(yǎng)用的基質(zhì)膠來源于小鼠肉瘤的基底膜基質(zhì),其中含有約60%層粘連蛋白、30% IV 膠原和8%的巢蛋白,還含有基底膜聚糖、TGF-ß、表皮生長因子、類胰島素生長因子、組織纖溶酶原等1800多種獨特的蛋白質(zhì)。由于基質(zhì)膠中各因子的不確定性,并且存在批次間差異,因此目前也有一些聚焦于基質(zhì)膠替代方案的研究,見下圖【22】
 
基質(zhì)膠的三種替代方案【22】。(a)去細(xì)胞外基質(zhì)和其他衍生蛋白質(zhì),(b)合成水凝膠,以及(c)工程重組蛋白凝膠
 
 
Q47:怎樣確定某一種類器官的培養(yǎng)方式更適用于基質(zhì)膠包埋法還是氣-液交互法呢?
A47:1、根據(jù)所模擬的器官自身生長情況選擇,例如:皮膚的正常生長是有一面需要接觸空氣,那么對于皮膚類器官的培養(yǎng)傾向于利用氣-液交互法來培養(yǎng)【23】
2、考慮所培養(yǎng)的類器官模型的應(yīng)用方向,例如:氣-液交互法培養(yǎng)易于進行病毒感染實驗,因此用于病毒感染實驗的氣道類器官會優(yōu)先選擇氣-液交互法培養(yǎng)【24】
 
 
Q48:在進行藥敏實驗前,類器官的接種方式是怎樣的呢?
A48:藥物篩選前,通常將類器官吹散后,用含2%-5%基質(zhì)膠的培養(yǎng)基懸浮,并最終鋪在基質(zhì)膠包被的孔板中【25-26】
 
 
Q49:在離心回收時,會有很多類器官粘附在離心管壁,有沒有更好的辦法提高回收率?
A49:建議采用水平轉(zhuǎn)子代替角轉(zhuǎn)子,可以有效減少類器官掛在離心管壁的情況。
 
 
Q50:利用腫瘤類器官模型進行篩選的藥物有什么局限性嗎?
A50:1、抗體藥物因為需要免疫細(xì)胞的參與,因此腫瘤類器官不能篩選抗體類藥物,此類藥物篩選需要構(gòu)建腫瘤類器官-腫瘤微環(huán)境的模型來實現(xiàn);
2、由于腫瘤類器官中沒有對血管進行培養(yǎng),因此抗血管類的藥物也同樣不能進行篩選。
 
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