乳腺癌是最常見的癌癥類型，也是導(dǎo)致婦女癌癥死亡的主要原因。盡管目前有大量的研究致力于提高我們對乳腺癌腫瘤發(fā)生和發(fā)展的理解，但在細(xì)胞和分子水平上調(diào)節(jié)人類乳腺癌發(fā)展的因素仍然知之甚少。類器官的建立，可以更準(zhǔn)確地模擬健康人體組織和癌癥之間的相互作用，使患者特異性藥物測試和定制治療方案的開發(fā)成為可能。

兩種方法建立乳腺組織類器官

來自Cedars-Sinai醫(yī)學(xué)中心的Xiaojiang Cui博士通過患者特異性乳腺組織和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)生成了乳腺組織類器官模型，這種模型可以再現(xiàn)乳腺組織的天然微環(huán)境，以幫助闡明乳腺癌風(fēng)險因素的潛在機制。

一種方法是,他們首先使用新鮮的人類乳房組織標(biāo)本，這些標(biāo)本在乳房縮小術(shù)和預(yù)防性手術(shù)中獲得。然后將這些組織切割消化過夜，離心收集含有基質(zhì)成分的乳腺組織，然后使用含有基質(zhì)膠、I型膠原和特殊配方的類器官培養(yǎng)基的基質(zhì)混合物在3D環(huán)境中培養(yǎng)。利用培養(yǎng)插入物，采用夾層法，即添加一層基質(zhì)混合物，然后添加兩層組織和基質(zhì)混合物，最后添加一層基質(zhì)混合物。另一種方法是通過iPSCs生成擬胚體，然后通過體外分化建立類器官模型。

來自Xiaojiang Cui博士演講報告

來自Xiaojiang Cui博士演講報告

最后進一步進行影像學(xué)分析，包括免疫組化、免疫熒光和多重CODEX成像，用于研究類器官中的細(xì)胞標(biāo)記物表達(dá)分析。

類器官正在為新的診斷篩查鋪平道路

研究組建立的3D培養(yǎng)系統(tǒng)的特點是，可以在3周以上培養(yǎng)患者的乳腺組織類器官。一旦建立了類器官模型，就可以進行成像，以評估培養(yǎng)的類器官是否準(zhǔn)確地代表了癌癥以及治療效果。CODEX平臺可以利用簡單的樣品制備和標(biāo)準(zhǔn)化的CODEX實驗方案對類器官進行成像，不僅生成漂亮的數(shù)據(jù)，還可以生成細(xì)胞-細(xì)胞多標(biāo)記物空間分析，以單細(xì)胞分辨率準(zhǔn)確地對乳腺組織微環(huán)境進行成像。

來自Xiaojiang Cui博士演講報告

該團隊的CODEX成像由25個面板組成，可對不同細(xì)胞類型的25個抗原進行分析，有助于對類器官微結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)描述。在類器官本身中，我們可以看到乳腺組織的顯微結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)管和小葉，以及通常在人類乳房中發(fā)現(xiàn)的基質(zhì)細(xì)胞類型。第一次在類器官系統(tǒng)中將不同類型的基質(zhì)細(xì)胞與乳腺上皮一起生長。培養(yǎng)的乳腺類器官對激素有反應(yīng)，可以傳代培養(yǎng)。

該團隊還發(fā)現(xiàn)，與野生型BRCA1相比，突變型BRCA1類器官對雌激素和黃體酮治療更敏感，BRCA1突變體表現(xiàn)出獨特的與氧化應(yīng)激和DNA損傷反應(yīng)相關(guān)的基因表達(dá)譜。這些模型將作為完善的乳房器官系統(tǒng)的基礎(chǔ)，可以忠實地再現(xiàn)人類乳房組織的生理學(xué)。這將為一種新的篩查系統(tǒng)鋪平道路，該系統(tǒng)將用于研究乳腺癌的發(fā)病機制和相關(guān)的危險因素。

來自Xiaojiang Cui博士演講報告

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