肺癌類器官培養(yǎng)研究概述

肺癌類器官培養(yǎng)研究概述前言2023年是類器官被《Science》雜志評(píng)為年度十大技術(shù)的10周年。10年后類器官技術(shù)發(fā)展迅猛，猶如一顆璀璨的明珠，不斷的為生命科學(xué)研究揭示新的奧秘，推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不斷前行。肺類器官培養(yǎng)條件也在不斷完善，在基礎(chǔ)和臨床研究中應(yīng)用愈加廣泛，如基于肺癌類器官的藥物敏感性試驗(yàn)?zāi)茴A(yù)測(cè)晚期肺癌患者對(duì)治療的臨床反應(yīng)，為藥物開(kāi)發(fā)和精準(zhǔn)治療提供支持。01肺類器官簡(jiǎn)介類器官是在體外培養(yǎng)的簡(jiǎn)化、微型器官，能夠模擬器官的關(guān)鍵功能、結(jié)構(gòu)和生物學(xué)復(fù)雜性，具有自我更新和分化能力。類器官對(duì)真實(shí)器官高度模擬，被應(yīng)用于藥物發(fā)現(xiàn)、開(kāi)發(fā)、精準(zhǔn)診療和再生醫(yī)學(xué)研究。目前科學(xué)家已能夠制備類似于大腦、腎臟、肺、腸等類器官。尤其近年來(lái)對(duì)肺部發(fā)育及發(fā)病機(jī)理研究的需要，肺類器官更是研究不斷?？蒲腥藛T通過(guò)直接分離患者或疾病模型體內(nèi)的肺泡干細(xì)胞后培養(yǎng)成類器官，構(gòu)建合適的疾病模型。近期《CellStemCell》發(fā)表了劍橋大學(xué)研究人員的研究結(jié)果，利用人胎兒肺組織構(gòu)建肺泡類器官，以確定人類發(fā)育、疾病的細(xì)胞和分子調(diào)控機(jī)制?！禢ature》背靠背曾發(fā)表兩篇關(guān)于人肺干祖細(xì)胞研究文章，通過(guò)類器官體外培養(yǎng)證明新細(xì)胞譜系的生態(tài)軌道，為理解呼吸疾病的病理改變、體外疾病建模及藥物研發(fā)提供更多理論基礎(chǔ)和應(yīng)用的可能性。02肺類器官相關(guān)信號(hào)通路建立肺癌類器官需要考慮多種信號(hào)通路。如激活Wnt/β-catenin通路可維持干細(xì)胞的干性，而激活TGF-β/Smad通路則促進(jìn)干細(xì)胞分化。P38MAPK信號(hào)通路可促進(jìn)細(xì)胞死亡，同樣ROCK信號(hào)通路也會(huì)造成細(xì)胞收縮、膜裂解、核分裂以及凋亡細(xì)胞破碎成凋亡體。因此在肺類器官構(gòu)建過(guò)程會(huì)加入相應(yīng)的激動(dòng)劑或拮抗劑。如Wna3A增強(qiáng)Wnt/β-catenin通路，Noggin抑制BMP，抑制細(xì)胞分化。SB202190通過(guò)抑制p38MAPK通路抑制細(xì)胞死亡。肺類器官相關(guān)信號(hào)通路（源自/10.1016/j.stem.2022.11.013）03肺類器官相關(guān)細(xì)胞因子Noggin作為骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）的抑制劑，促進(jìn)Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)，維持干細(xì)胞干性及其增殖，常用于肺類器官的培養(yǎng)。成纖維細(xì)胞因子家族FGF及其受體控制細(xì)胞的基本過(guò)程，如存活、增殖、分化、器官形成和新陳代謝。在肺類器官培養(yǎng)中會(huì)使用FGF2、FGF4、FGF7和FGF10，F(xiàn)GF7和FGF10主要用于誘導(dǎo)器官組織分枝和促進(jìn)向遠(yuǎn)端肺系分化。而FGF2和FGF4則用于維持肺干細(xì)胞的干性和保持器官組織的存活。EGF屬于生長(zhǎng)因子家族，能促進(jìn)許多組織的增殖。肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）主要添加在腸道和肝臟類器官培養(yǎng)基中，也用于肺類器官培養(yǎng)。應(yīng)用于肺癌類器官培養(yǎng)的細(xì)胞因子細(xì)胞因子功能RSPO1促進(jìn)Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)，維持干細(xì)胞干性及其增殖NogginBMPs的抑制劑，維持干細(xì)胞干性FGF2維持干細(xì)胞干性和類器官存活FGF4維持干細(xì)胞干性和類器官存活FGF7促進(jìn)肺干細(xì)胞向遠(yuǎn)端肺系的分化，誘導(dǎo)類器官分支生長(zhǎng)FGF10促進(jìn)肺干細(xì)胞向遠(yuǎn)端肺系的分化，誘導(dǎo)類器官分支生長(zhǎng)EGF促進(jìn)類器官增殖HGF維持干細(xì)胞干性并促進(jìn)其生長(zhǎng)源自：/10.1016/j.stem.2022.11.013不同細(xì)胞因子在肺類器官培養(yǎng)過(guò)程中使用的濃度不一樣。在大多數(shù)研究中，包括來(lái)自結(jié)腸癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌等類器官，EGF的濃度都是50ng/mL，但在乳腺癌類器官培養(yǎng)中，EGF濃度超過(guò)5ng/mL會(huì)導(dǎo)致器官組織通過(guò)BME逐漸下沉并失去三維組織。因此，根據(jù)類器官類型調(diào)節(jié)EGF的濃度值得關(guān)注。不同濃度的細(xì)胞因子用于在肺癌類器官培養(yǎng)研究RSPO1NogginFGF2FGF7FGF1010%*10%*—25100500100—2510010%*10%*—6.252510%*10%*—25100500100—252020%*100—25100500100—25100500100—100100**1—2010%*100———50010010—102501001—20—100——100—————*：自制條件培養(yǎng)基；—：未使用；濃度單位：ng/mL源自：/10.1016/j.stem.2022.11.013?義翹神州肺類器官相關(guān)產(chǎn)品義翹神州的產(chǎn)品已支持多篇文章發(fā)表在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊，涉及到的產(chǎn)品有重組蛋白、抗體、ELISA試劑、基因等。HumanFGF10Protein(HPLC-verified)(Cat:10573-HNAE)助力3篇文章發(fā)表高純度Purity:≥95%determinedbySDSandSEC-HPLC.高批間一致性CellproliferationassayusingBaF3mousepro-BcellstransfectedwithhumanFGFR2b.HumanFGF7Protein(HisTag,HPLC-verified)(Cat:10210-H07E)助力2篇文章發(fā)表高純度Purity:≥95%determinedbySDSandSEC-HPLC.高批間一致性CellproliferationassayusingBaF3mousepro-BcellstransfectedwithhumanFGFR2b.更多細(xì)胞因子產(chǎn)品貨號(hào)細(xì)胞因子內(nèi)毒素純度及活性\o"/recombinant-proteins/human-egf-10605-hnae"10605-HNAEEGF<0.005≥95%☆,Active\o"/recombinant-proteins/human-egf-gmp-10605-hnae"GMP-10605-HNAEEGF<0.005≥95%☆,Active\o"/recombinant-proteins/human-fgf2-10014-hnae"10014-HNAEFGF2<0.01≥95%,Active\o"/recombinant-proteins/human-fgf2-gmp-10014-hnae"GMP-10014-HNAEFGF2<0.01≥95%,Active\o"/recombinant-proteins/human-kgf-fgf-7-10210-h07e"10210-H07EFGF7<0.01≥95%☆,Active\o"/recombinant-proteins/human-fgf10-10573-hnae"10573-HNAEFGF10<0.005≥95%☆,Active\o"/recombinant-proteins/human-fgf10-gmp-10573-hnae"GMP-10573-HNAEFGF10<0.005≥95%☆,Active\o"/recombinant-proteins/human-noggin-nog-10267-hnah"10267-HNAHNOG<0.01≥95%☆,Active\o"/recombinant-proteins/human-rspo1-11083-hnas"11083-HNASRSPO1<0.01≥95%☆,Active\o"/recombinant-proteins/human-fgf4-16043-hnae"16043-HNAEFGF4<0.01≥95%☆,Active注：☆表示SDS-PSGE和SEC-HPLC檢測(cè)純度，內(nèi)毒素單位：EU/μg【參考文獻(xiàn)】1.LimK,etal.Organoidmodelingofhumanfetallungalveolardevelopmentrevealsmechanismsofcellfatepatterningandneonatalrespiratorydisease.CellStemCell,2023./10.1016/j.stem.2022.11.0132.Basil,etal.Humandistalairwayscontainamultipotentsecretorycellthatcanregeneratealveoli.Nature,2022./10.1038/s41586-022-04552-03.Kadur,etal.Humandistallungmapsandlineagehierarchiesrevealabipotentprogenitor.Nature,2022./10.1038/s41586-022-04541-34.Hao-chuanMa,etal.Lungcancerorganoids,apromisingmodelstillwithlongwaytogo.CriticalReviewsinOncology/Hematology,2022./10.1016/j.critrevonc.2022.1036105.Hu,Y.,etal.Lungcancerorganoidsanalyzedonmicrowellarrayspredictdrugresponsesofpatientswithinaweek.Naturecommunications,2021./10.10