Sci Rep：类器官有助于缩小实验室研究和大肠癌动物模型之间的差距

肿瘤细胞系和动物模型通常作为结直肠癌研究的重要手段。肿瘤细胞系在培养过程中会出现很多额外的突变，不能忠实地表现出肿瘤中原有特性；动物模型有很广泛的应用，但不能完全反映出人类肿瘤的发生过程；而类器官培养能保持肿瘤原有的基因型和生物学特性，可以稳定传代，操作相对简单，培养周期短。

维克森林再生医学研究所（WFIRM）的科学家们开发了人类结直肠癌微型器官（类器官），以更好地了解肿瘤在其自然微环境中是如何生长的，以及肿瘤对治疗方法的反应。这项新研究首次在实验室模型中复制了对天然肿瘤组织的观察，并在全身生理学的背景下对其进行了验证。

肿瘤是环境的产物。它们发出的信号可以对局部组织产生重大影响，它们从附近的细胞和细胞外基质（ECM）接收信号，可以改变它们的进展。

尽管肿瘤环境很重要，但目前的肿瘤预后策略主要集中在孤立的肿瘤细胞分析上，如形态评估或增殖指数计算。虽然这些指标与肿瘤进展相关，但它们不能捕捉肿瘤与其周围空间之间的动态变化，导致在试图预测肿瘤进展和化疗反应时出现不准确。改善预后的新技术将对患者死亡率产生重大影响，并加速了针对和控制肿瘤细胞的新疗法的发展，使健康组织免受当代化疗的有害影响。

该研究的资深作者Shay Soker博士表示，“肿瘤是环境的产物，它们发出的信号可以对局部组织产生重大影响，同时它们从附近的细胞和组织接收信号，从而改变它们的进展。”该项研究发表在《科学报告》杂志上，题为“Simulating the human colorectal cancer microenvironment in 3D tumor-stroma co-cultures in vitro and in vivo”。

WFIRM团队之前开发了一个带有独特微结构的结肠三维类器官模型，并用它来分析结肠直肠癌活检，以确定微环境的显着变化。

研究小组分析了肿瘤的微环境和相应的“指纹”，发现有有序的细胞外基质（将细胞粘合在一起的“胶水”）的样本维持了这些结构。相反，紊乱的细胞外基质可以产生更原始的“指纹”。此外，这些结果在全身生理学的背景下被复制，第一次显示预先构造的肿瘤微环境维持其在实验室中的结构。以细胞外基质为目标的非传统疗法可能为开发与现有化疗或放疗技术协同的新疗法提供有价值的途径。

通过改变肿瘤微环境来控制癌细胞的反应性，低剂量的化疗或放疗就可以发挥作用，从而减少或消除传统癌症疗法的许多不良副作用，并降低肿瘤耐药性。

WFIRM主任Anthony Atala博士说：“3-D生物工程结肠癌结构是药物开发和筛选的一个有希望的模型，因为它们可以在高水平上复制人体生理学。”。

原始出处：

Devarasetty， M.， Dominijanni， A.， Herberg， S. et al. Simulating the human colorectal cancer microenvironment in 3D tumor-stroma co-cultures in vitro and in vivo. Sci Rep 10， 9832 (2020). https：//doi.org/10.1038/s41598-020-66785-1.