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》雜志評為年度十大技術的10周年。10年后類器官技術發(fā)展迅猛，猶如一顆璀璨的明珠，不斷的為生命科學研究揭示新的奧秘，推動生物醫(yī)學領域不斷前行。肺類器官培養(yǎng)條件也在不斷完善，在基礎和臨床研究中應用愈加廣泛，如基于肺癌類器官的藥物敏感性試驗能預測晚期肺癌患者對治療的臨床反應，為藥物開發(fā)和精準治療提供支持。01肺類器官簡介類器官是在體外培養(yǎng)的簡化、微型器官，能夠模擬器官的關鍵功能、結(jié)構(gòu)和生物學復雜性，具有自我更新和分化能力。類器官對真實器官高度模擬，被應用于藥物發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、精準診療和再生醫(yī)學研究。目前科學家已能夠制備類似于大腦、腎臟、肺、腸等類器官。尤其近年來對肺部發(fā)育及發(fā)病機理研究的需要，肺類器官更是研究不斷?？蒲腥藛T通過直接分離患者或疾病模型體內(nèi)的肺泡干細胞后培養(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、疾病的細胞和分子調(diào)控機制?！禢ature》背靠背曾發(fā)表兩篇關于人肺干祖細胞研究文章，通過類器官體外培養(yǎng)證明新細胞譜系的生態(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)提供更多理論基礎和應用的可能性。02肺類器官相關信號通路建立肺癌類器官需要考慮多種信號通路。如激活Wnt/β-catenin通路可維持干細胞的干性，而激活TGF-β/Smad通路則促進干細胞分化。P38MAPK信號通路可促進細胞死亡，同樣ROCK信號通路也會造成細胞收縮、膜裂解、核分裂以及凋亡細胞破碎成凋亡體。因此在肺類器官構(gòu)建過程會加入相應的激動劑或拮抗劑。如Wna3A增強Wnt/β-catenin通路，Noggin抑制BMP，抑制細胞分化。SB202190通過抑制p38MAPK通路抑制細胞死亡。肺類器官相關信號通路（源自/10.1016/j.stem.2022.11.013）03肺類器官相關細胞因子Noggin作為骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）的抑制劑，促進Wnt/β-catenin信號傳導，維持干細胞干性及其增殖，常用于肺類器官的培養(yǎng)。成纖維細胞因子家族FGF及其受體控制細胞的基本過程，如存活、增殖、分化、器官形成和新陳代謝。在肺類器官培養(yǎng)中會使用FGF2、FGF4、FGF7和FGF10，F(xiàn)GF7和FGF10主要用于誘導器官組織分枝和促進向遠端肺系分化。而FGF2和FGF4則用于維持肺干細胞的干性和保持器官組織的存活。EGF屬于生長因子家族，能促進許多組織的增殖。肝細胞生長因子（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)。應用于肺癌類器官培養(yǎng)的細胞因子細胞因子功能RSPO1促進Wnt/β-catenin信號傳導，維持干細胞干性及其增殖NogginBMPs的抑制劑，維持干細胞干性FGF2維持干細胞干性和類器官存活FGF4維持干細胞干性和類器官存活FGF7促進肺干細胞向遠端肺系的分化，誘導類器官分支生長FGF10促進肺干細胞向遠端肺系的分化，誘導類器官分支生長EGF促進類器官增殖HGF維持干細胞干性并促進其生長源自：/10.1016/j.stem.2022.11.013不同細胞因子在肺類器官培養(yǎng)過程中使用的濃度不一樣。在大多數(shù)研究中，包括來自結(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5ng/mL會導致器官組織通過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的濃度值得關注。不同濃度的細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產(chǎn)品義翹神州的產(chǎn)品已支持多篇文章發(fā)表在國內(nèi)外學術期刊，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.更多細胞因子產(chǎn)品貨號細胞因子內(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檢測純度，內(nèi)毒素單位：EU/μg【參考文獻】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