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好物(wù)“研”選 | ATCC類器官資源---寶貴的臨床前癌症研究模型

類器官的基本概念

類器官（Organoids），顧名(míng)思義，是指它類似于組織器官。

其實，它本身是一種基于3D體(tǐ)外細胞培養系統建立的，與體(tǐ)内的來源組織或器官高度相似的一種模型。這些3D體(tǐ)外培養系統可(kě)複制出已分(fēn)化組織的複雜空間形态，并能(néng)夠表現出細胞與細胞之間、細胞與其周圍基質(zhì)之間的相互作(zuò)用(yòng)和空間位置形态。而其本身又(yòu)能(néng)做到與體(tǐ)内分(fēn)化的組織器官具(jù)有(yǒu)相似的生理(lǐ)反應，與來源組織具(jù)有(yǒu)極高的相似性。

與傳統2D細胞培養模式相比，3D培養的類器官包含多(duō)種細胞類型，能(néng)夠形成具(jù)有(yǒu)功能(néng)的“微器官”，能(néng)更好地用(yòng)于模拟器官組織的發生過程及生理(lǐ)病理(lǐ)狀态，因而在基礎研究以及臨床診療方面具(jù)有(yǒu)廣闊的應用(yòng)前景。

 

01 | 開發背景

對于實體(tǐ)瘤的研究，用(yòng)3D培養的類器官能(néng)夠更好的反映原始腫瘤特征。對于研究腫瘤細胞之間通訊、實體(tǐ)瘤結構形成、腫瘤細胞表觀遺傳學(xué)變化以及細胞遷移侵襲等特征更具(jù)優勢。但是每個實驗室可(kě)能(néng)有(yǒu)不同的樣本來源、用(yòng)自己的培養方法來建立這些3D腫瘤模型，這可(kě)能(néng)導緻實驗結果在不同實驗室之間難以重複、妨礙了所獲得數據的進一步驗證和引用(yòng)。

為(wèi)了解決這個問題，人類癌症模型倡議組織（Human Cancer Models Initiative，HCMI）選擇了美國(guó)标準培養物(wù)資源中(zhōng)心（ATCC）為(wèi)科(kē)學(xué)界提供類器官模型。

02 | 人類癌症模型倡議組織（HCMI）

圖片來自HCMI官網: Map of the Cancer Model Development Centers (CMDCs) and model processing entities.

人類癌症模型倡議組織（HCMI）是美國(guó)國(guó)立癌症研究所（NCI）---美國(guó)國(guó)立衛生研究院（NIH）的一部分(fēn)、英國(guó)癌症研究所（CRUK）、Wellcome Sanger研究所（WSI）和Hubrecht Organoid Technology基金會（（HUB）之間的國(guó)際合作(zuò)組織。HCMI的目标是創建多(duō)達1000個患者來源的下一代癌症模型（NGCM），例如類器官、條件重編程細胞、神經球或最佳生長(cháng)條件模型作(zuò)為(wèi)公(gōng)共資源。

HCMI旨在提供模型的病例相關數據，包括模型、衍生組織和正常組織（如可(kě)用(yòng)）的質(zhì)量檢查臨床、生物(wù)樣本和分(fēn)子特征數據。可(kě)用(yòng)的協調數據可(kě)通過NCI的基因組數據共享（GDC）或歐洲生物(wù)信息學(xué)研究所（EBI）訪問。HCMI使用(yòng)當前的培養技(jì )術開發癌症模型，用(yòng)于轉化癌症研究和其他(tā)實驗。

03 | ATCC類器官資源

ATCC與人類癌症模型倡議組織（HCMI）合作(zuò)，為(wèi)科(kē)學(xué)家提供了廣泛的下一代3D患者來源的體(tǐ)外癌症模型，包括類器官。

圖片來自ATCC官網

類器官是在3D細胞外基質(zhì)中(zhōng)生長(cháng)的複雜的自組織微組織。

類器官可(kě)能(néng)包含多(duō)種分(fēn)化的細胞類型，并表現出細胞極化，并且通常具(jù)有(yǒu)中(zhōng)心管腔和其他(tā)類似體(tǐ)内的結構特征。類器官能(néng)夠在培養中(zhōng)長(cháng)期擴增，同時保持表型和遺傳穩定性。目前已有(yǒu)描述患者來源的各種健康和癌症組織來源的原代類器官，包括結腸、小(xiǎo)腸、胃、乳腺、食管、肺、肝、前列腺和胰腺。

類器官是研究癌症的寶貴臨床前模型，與現有(yǒu)的人類或非人類動物(wù)癌症模型相比具(jù)有(yǒu)許多(duō)優勢。類器官培養與連續細胞系的典型二維單層培養有(yǒu)顯著差異。

研究結果表明，這些新(xīn)一代體(tǐ)外模型适用(yòng)于大規模生物(wù)生産(chǎn)。這對于确保這些模型在研究界的廣泛可(kě)用(yòng)性至關重要，以促進臨床前藥物(wù)發現和基礎癌症研究等應用(yòng)。

04 | 應用(yòng)實例

已發表的文(wén)獻中(zhōng)，研究人員用(yòng)來自Illumina的一種能(néng)查詢超過850,000個CpG位點的微陣列芯片 Epigenetic Infinium Methylation EPIC Bead Chip (EPIC)，對ATCC提供的25種人類癌症類器官（見表1）進行DNA甲基化狀态做圖景分(fēn)析。

結果發現所研究的類器官能(néng)更好地保留原發組織的表觀遺傳背景，更接近相應原發腫瘤的DNA甲基化分(fēn)布。

分(fēn)析結果還表明這些類器官沒有(yǒu)正常細胞的污染，很(hěn)适合不受幹擾的分(fēn)析。所獲得的DNA甲基化數據免費對所有(yǒu)人開放以便于進一步的數據挖掘。

The DNA methylation landscape of human cancer organoids available at the American type culture collection，（https://doi.org/10.1080/15592294.2020.1762398），這篇文(wén)章提供了25種人類癌症類器官的表觀遺傳指紋特征。已開發的研究表明，這些腫瘤模型對生物(wù)醫(yī)學(xué)研究界和制藥公(gōng)司開發抗癌藥物(wù)非常有(yǒu)用(yòng)。

 

 

更多(duō)類器官産(chǎn)品信息可(kě)參考ATCC網站：

https://www.atcc.org/cell-products/cell-models/organoids?utm_medium=hero_products&utm_source=atcc&utm_campaign=504-organoid%20&utm_content=organoids_video_06082022#t=productTab&numberOfResults=24

訂購(gòu)熱線(xiàn)：010-84415625；

郵箱：atcc@sinozhongyuan.com

 
 

參考文(wén)獻

[1]生物(wù)通---人類癌症類器官的甲基化圖譜公(gōng)開

[2]The DNA methylation landscape of human cancer organoids available at the American type culture collection，（https://doi.org/10.1080/15592294.2020.1762398）

[3]https://ocg.cancer.gov/programs/hcmi/overview

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