01 引言——類器官前進的步伐加快

類器官已經成為科研界的熱門領域，據PubMed搜索數據顯示，2024年“Organoid”相關的文章數量是2020年2倍多，更是十五年前的10倍。尤其在今年4月份，美國FDA發布公告，將逐步取消動物實驗的強制要求，支持類器官驗證結果，這必將進一步加快類器官行業的發展步伐。

類器官是具有一定空間結構的組織類似物，能夠在結構和功能上模擬真實器官。因此，類器官在器官發育、精準醫療、再生醫學、藥物篩選、基因編輯、疾病建模等領域都有廣泛的應用前景。

義翹神州緊隨類器官的發展步伐，自主開發類器官培養、分化、分析和鑒定所需的細胞因子、生長因子、小分子化合物及抗體等產品。我們現推出正常組織和腫瘤類器官培養與鑒定指南，歡迎下載查看。

02 迭代——從生理組織到腫瘤類器官

腫瘤類器官已成為患者來源組織的理想體外模型。傳統的2D培養僅-限于形成細胞單層，在傳代過程中會失去原有的生理功能。源自不同物種和品系的動物模型具有不同的生理特征和反應，存在高異質性。

腫瘤類器官構建基本方案（源自文獻：doi: 10.36922/OR025050008）

類器官不僅支持干細胞的自我維持和分化，可以更好的模擬人體生理環境，維持細胞的增殖、凋亡和分化等生理功能。腫瘤類器官還可以添加對應癌癥類型的特異性細胞因子，構建具有體外微環境的腫瘤模型，除了直接再現腫瘤生長過程，還可再現腫瘤組織的特征，更精準捕捉個體間差異，為個性化腫瘤治療提供基礎研究。

源自文獻：doi: 10.36922/OR025050008

03 突破——腫瘤類器官培養技術

腫瘤類器官培養體系包括基質凝膠和維持類器官生長的細胞因子混合物。

基質凝膠主要有膠原蛋白、巢蛋白、層粘連蛋白和其他成分組成，用作腫瘤細胞的3D支架。這種仿生環境模擬體外細胞與胞外基質相互作用，提供細胞聚集、增殖和遷移的條件，從而準確模擬人體的內部環境。

腫瘤類器官模型的成功構建還依賴于補充細胞因子和小分子化合物。有兩條信號通路直接影響類器官的生長：EGFR和Wnt。激活EGFR通路能夠促進癌細胞增殖，這需要在培養基補充EGF。Wnt通路的刺激需要R-Spondin和Wnt-3a，參與控制細胞增殖、黏附、分化等過程。

比如在肺癌培養體系中，需要添加EGF、R-Spondin、Wnt-3a、Noggin等，以促進類器官增殖和維持干性。而在結直腸癌類器官培養中，由于存在Wnt通路的激活突變，培養基中不需要再添加R-Spondin和Wnt-3a。FGF7、FGF10是促進干細胞向細胞譜系遠端分化所必需的。

除此之外，一些激酶抑制劑的小分子化合物也會用于類器官培養，如間變淋巴瘤激酶（ALK）抑制劑A83-01、Rho激酶（ROCK）抑制劑Y-27632、糖原合成酶激酶-3（GSK-3）抑制劑CHIR-99021、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）抑制劑SB-202190等。

類器官培養體系（源自文獻：doi: 10.1093/stmcls/sxae070）

腫瘤類器官培養體系中添加哪種細胞因子以及何時添加，都需要開展額外實驗，構建每種癌癥組織學亞型的培養體系。由于腫瘤組織來源不同，添加細胞因子和小分子化合物比使用血清費時費力，需要根據每個組織的特性進行調整。

香港大學的Suet Yi Leung團隊在“Organoid cultures for cancer modeling”綜述中，對不同器官來源（正常或癌癥）的類器官模型構建所需的細胞因子和小分子化合物進行了匯總。Wnt3a、R-spondin 1、EGF、FGF等細胞因子用于不同來源的類器官培養中。

正常器官或癌癥來源的類器官培養中常用的細胞因子和小分子匯總表（源于文獻：doi: 10.1016/j.stem.2023.05.012）

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【參考文獻】

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4. Lucie Thorel, et al. Patient-derived tumor organoids: a new avenue for preclinical research and precision medicine in oncology. Experimental & Molecular Medicine. 2024, doi.org/10.1038/s12276-024-01272-5