長久以來，腫瘤被認為是孤立的腫塊，獨立存在于器官特定的部位。在過去的數十年中，通過使用靶向治療和聯合用藥方案，腫瘤治療領域取得了長足的進步。但這些治療方案中的絕大多數患者最終都無法完全治愈，甚至有些患者在用藥初期療效顯著，最終卻復發為耐藥腫瘤。這是由于腫瘤組織還包括多種類型的基質細胞（成纖維細胞、淋巴細胞、巨噬細胞和內皮細胞）、免疫細胞（T和B淋巴細胞等）和細胞外成分（細胞因子、生長因子、激素、細胞外基質ECM等），它們圍繞著腫瘤細胞，并由血管系統滋養，構成了腫瘤微環境（tumor microenvironment, TME)【1】。腫瘤微環境 (TME)為腫瘤提供良好的生長環境及營養物質，促進腫瘤的進展和轉移，這些特征導致了個體患者中許多常規治療的失敗。?腫瘤類器官是一種可以在體外模擬病人腫瘤微組織的模型，其樣本來源是原代腫瘤組織。類器官結構包含多種特異性細胞類型，空間結構與其對應腫瘤組織相似。目前已有多種類型腫瘤建立了類器官培養方案，如：胃癌、肝癌、胰腺癌、結腸癌、卵巢癌等類器官培養方案已日趨成熟。隨著生理學上建模方式的精確和完善，類器官培養技術可以與體外腫瘤微環境（TME）技術相結合，并維持其多樣化的細胞群體。?
?
用于模擬腫瘤免疫微環境的類器官培養系統
?
?模擬腫瘤免疫微環境的腫瘤類器官培養可以通過三種途徑實現：
?
I?將腫瘤組織經過物理或酶解分離后，在細胞外基質（Matrigel或BME）中進行類器官培養；同時分離外源性免疫細胞（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。這種將類器官完全浸沒的培養方式適用于富集上皮類型腫瘤細胞，但不能保留間質細胞，因此需要外源性添加免疫細胞來構建腫瘤微環境【2】；
?
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裝置中，即腫瘤細胞與樣本中的固有免疫微環境共同培養，形成天然TME模型。這種裝置的中心部分是用來培養腫瘤微球體的3D凝膠，培養基由兩側的孔隙進行流通，可以實時地、持續地調節腫瘤類器官所處的液體環境，并且也可以模擬在體內依靠血液自然流動的藥物遞送方式【3】；
?
III?將含有免疫細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。凝膠的頂部暴露在空氣中，同時外皿中的培養基通過可滲透的transwell擴散到內皿中，形成氣-液交互界面（air–liquid interface, ALI）。與普通的凝膠培養方式不同，ALI法不僅保留了原始腫瘤的基本特征，還保留了TME復雜的細胞組成和結構【4】。目前黑色素瘤、腎細胞癌（RCC）、非小細胞肺癌（NSCLC）都已經實現ALI法構建腫瘤類器官-TME。
?
?
圖1. 用于模擬腫瘤免疫微環境的類器官培養系統【5】?
?
?
類器官作為一種研究模型，在發育生物學、疾病病理學、細胞生物學、再生機制、精準醫療以及藥物毒性和藥效試驗等方面均顯示出巨大的應用潛力。為了更好地挖掘類器官技術的應用價值，近岸蛋白特邀類器官研究領域的研究專家和行業大咖共同探討類器官技術在疾病研究以及轉化醫學中的應用。報名通道已開啟，歡迎報名參加，獲取更多關于類器官研究的前沿動態。
?
時間
?
2022年6月16日，19：00-21：00
?
?
直播日程
?
?
?
?
腫瘤類器官-TME在研究中的應用
?
1、用于評估免疫檢查點抑制劑的效果
?
通過對腫瘤患者的臨床研究表明，免疫檢查點受體信號抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICI）對于治療腫瘤有一定的協同作用。通過對其安全性和有效性的綜合考量，目前有七種單克隆抗體包括一種阻斷細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4 （CTLA-4），六種阻斷程序性細胞死亡蛋白1 （PD-1）或其配體（PD-L1）已被FDA批準用于治療包括黑色素瘤、皮膚鱗狀細胞癌、頭頸癌在內的多種晚期癌癥，許多其他抗體也在臨床測試中【6】。?
2、擴大免疫療法的治療范圍
?
迄今為止，研究人員寄希望于多種免疫療法，但絕大部分效果被其內源性或獲得性耐藥機制抵消了；此外，一些腫瘤組織似乎對ICI不敏感。腫瘤類器官-TME作為一種潛在的免疫研究模型，可以用于優化現有免疫療法的療效，并且對新方法進行功能評估。?臨床免疫治療越來越多地探索聯合用藥方法，即利用多個免疫檢查點（如PD-1、CTLA-4、LAG-3、TIM-3、VISTA）的抑制劑與免疫抑制細胞群（如Treg、MDSC）的獨特生物學特性進行聯合治療，免疫檢查點和TME內局部作用的旁分泌途徑（如TGFβ）或趨化因子受體（如CCR4和CXCR4）共同阻斷的研究正在進行中。免疫治療組合的其他潛在靶點（包括JAK-STAT、MAPK、Wnt/β-catenin、NF-κB信號通路等）都可以使用腫瘤類器官-TME模型來進行效果驗證。?
3、精準醫學與免疫治療效果預測
?
與TME相結合的患者來源腫瘤類器官（patient-derived organoid, PDO）可以通過記錄不同治療方法（包括化療和免疫療法，以及小分子或蛋白質治療）的抗腫瘤效果，實現在體外預測病人治療后的反應。在保留腫瘤細胞和自體免疫成分的微流控培養PDO-T體系中，通過監測T細胞對腫瘤的細胞毒性，有助于預測或評估患者對ICI治療的反應【7】；或者通過流式細胞術、免疫熒光染色的檢測方式，由ALI-PDO中多種內源性免疫元件來模擬體內腫瘤對ICI的反應【8】。這些預測方法都需要具有前期大量相關的臨床結果支持，但通過我們對免疫療法效果的篩選，為臨床轉化治療提供了方向。?盡管已經建立了許多類型的腫瘤類器官-TME體系，但仍然需要為罕見的腫瘤建立模型以擴大其適用性。體外腫瘤類器官-TME的培養通常需要添加不同于生理條件的細胞因子，如：腎癌類器官培養體系中需要添加R-spondin 1、EGF、FGF-10；而乳腺癌類器官則需要額外添加Neuregulin 1、FGF-7、Noggin。這些添加在培養基中的生長因子水平異常，可能會導致類器官中不準確的生長曲線和異常的藥物反應【9】。
?近岸蛋白自主研發生產的低內毒素Activin A、FGF系列、HGF、R-Spondin 1、Noggin和Wnt3a等細胞因子，內毒素低至＜10EU/mg，具有高活性、高純度、高批間一致性，為類器官培養設計，已獲得市場認可，讓您研究放心！??
?
推薦產品
?
??
參考文獻
?
【1】MAO, Xiaoqi, et al. Crosstalk between cancer-associated fibroblasts and immune cells in the tumor microenvironment: new findings and future perspectives. Molecular cancer, 2021, 20.1: 1-30.
?
【2】SATO, Toshiro, et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche.?Nature, 2009, 459.7244: 262-265
?
【3】AREF, Amir R., et al. 3D microfluidic ex vivo culture of organotypic tumor spheroids to model immune checkpoint blockade.?Lab on a Chip, 2018, 18.20: 3129-3143.
?
【4】NEAL, James T., et al. Organoid modeling of the tumor immune microenvironment. Cell, 2018, 175.7: 1972-1988. e16.
?
【5】YUKI, Kanako, et al. Organoid models of tumor immunology.?Trends in immunology, 2020, 41.8: 652-664.
?
【6】VADDEPALLY, Raju K., et al. Review of indications of FDA-approved immune checkpoint inhibitors per NCCN guidelines with the level of evidence.?Cancers, 2020, 12.3: 738.
?
【7】JENKINS, Russell W., et al. Ex vivo profiling of PD-1 blockade using organotypic tumor spheroids.?Cancer discovery, 2018, 8.2: 196-215.
?
【8】KONG, Joseph Cherng Huei, et al. Tumor-infiltrating lymphocyte function predicts response to neoadjuvant chemoradiotherapy in locally advanced rectal cancer.?JCO Precision oncology, 2018, 2: 1-15.
?
【9】LUO, Zhimin, et al. Reconstructing the tumor architecture into organoids.?Advanced Drug Delivery Reviews, 2021, 176: 113839.
?
蘇州近岸蛋白質科技股份有限公司，是一家專注于重組蛋白應用解決方案的高新技術企業，主營業務為靶點及細胞因子類蛋白、重組抗體、酶及試劑的研發、生產和銷售，并提供相關技術服務。公司定位為醫療健康與生命科學領域原料與技術解決方案的上游供應商，致力于為下游客戶提供及時、穩定、優質的產品及服務，助力全球生物醫藥企業和研究機構的技術與產品創新升級。
詳詢www.novoprotein.com.cn或致電400-600-0940。
?
?
?
?