类器官模型背景

类器官培养是目前非常火热的体外三维培养技术，以干细胞或临床样本为来源，经过体外培养、定向分化，自组装为器官样结构的细胞群。相比于传统的 2D 细胞模型和 PDX 模型，它具有拟合度高、培养周期短、传代稳定、易自动化等优势，近年来被广泛应用于转化医学研究和药物筛选中。

图1. 类器官培养技术示例

2018 年，英国伦敦癌症研究所的 Nicola Valeri 博士在 Science 上发表的最新研究[1]，更是给了类器官的发展一记完美助攻。Valeri 博士带领的研究团队，通过对 71 名已经出现转移并且经历了多种治疗方案的晚期结肠癌和胃食道癌患者进行临床实验，首次证明，类器官可以准确预测抗癌药物对患者的疗效：100% 的药物无效预测率和 88% 的药物有效预测率。这一研究结果振奋了整个学术界，同时让大家意识到其潜在的临床应用价值。

图2. 类器官培养用于个体化癌症治疗和药物开发[2]

类器官转化医学研究、药物筛选技术路线

图3. 类器官的药物筛选技术路线示例

以 Icahn School of Medicine at Mount Sinai 临床来源类器官研究平台为例：

图4. 全自动类器官研究平台

将通过外科手术、活体穿刺、内镜活检等获得的组织利用温和解离，并用 100 微米左右的细胞筛网进行过滤，获得均匀的细胞团。置于孔板中进行培养，每隔 6 ~ 12 天传代一次。在培养过程中，利用活细胞检测设备实时观测类器官生长情况。如需建立类器官库往往需成功传代 3 次及以上、生长状况良好，并采用适当方式进行冷冻入库保存。

图5. 新加坡基因组研究院

将待使用的类器官进行复苏培养，利用活细胞实时成像设备进行监测。待类器官生长到合适的状况下，进行药物处理。利用自动化移液分液设备进行培养基更换，药物处理。对于类器官细胞活力检测，可以通过多模式检测系统进行基础的评价。而如需对类器官进行更全面的分析，往往利用高内涵成像分析系统对类器官进行 3D 共聚焦成像，并进行三维重构和分析，从形态上反映出药物的作用。同时也可利用病理学方法、测序平台对类器官进行机制分析，检测类器官特有的肿瘤基因突变类型，特定蛋白表达以及肿瘤组织微环境情况。多种研究维度和技术手段相结合，为后续药物筛选和用药治疗方案提供指导。

以礼来公司为例，建立了病人来源的肠癌类器官，并且利用高内涵共聚焦成像功能进行检测分析。从而开展后续药物的高通量筛选工作，见下图[3]。

图6. 建立 384 孔格式的患者源性类器官培养示例

一个会议：类器官研讨会广州站，理论与实践相结合

如何让你的类器官研究更顺利？PerkinElmer 联袂 Bio-Techne 和创芯国际，即将于 12 月 5 日在广州举办类器官研讨会，我们将特别邀请香港大学的周婕教授分享题为《Disease modeling in the era of organoid》专题报告，以及南方医科大学南方医院的李刚教授分享呼吸道类器官模在新冠病毒研究中的应用，更有来自创芯国际、Bio-Techne 和 PerkinElmer 的专家们与您一同探讨类器官从培养制备到形态学检测的各环节技术要点并进行经验交流。

本次研讨会将采取线上、线下同步进行的方式，便于各位老师根据行程安排参会（线下活动会有和讲者的当面沟通与多模式酶标仪、基质胶实操）。

如何报名参加？

邮件发送姓名、手机、邮箱、单位至 wen-yuan.liu@perkinelmer.com，邮件主题「12 月 5 日类器官研讨会」。如需学习类器官相关技术，也可邮件申请《3D 类器官自动化解决方案》、《2021 版肿瘤类器官操作指南》、《3D 培养和类器官实验技术手册》、《基底膜提取物入门技术指南》等实用技术资料。

报名截止时间：2021 年 12 月 1 日（培训地点和链接将邮件发送至报名成功的小伙伴）。

↓ 会议日程如下 ↓

参考文献

1. Vlachogiannis G, Hedayat S, Vatsiou A, et al. Patient-derived organoids model treatment response of metastatic gastrointestinal cancers[J]. Science, 2018, 359(6378): 920-926.

2. Drost J, Clevers H. Organoids in cancer research. Nat Rev Cancer. 2018 Jul;18(7):407-418.

3. Boehnke K, Iversen PW et al. Assay Establishment and Validation of a High-Throughput Screening Platform for Three-Dimensional Patient-Derived Colon Cancer Organoid Cultures.[J]. J Biomol Screen. 2016 Oct;21(9):931-41.

内容审核：潘成、杨柠曳

题图来源：站酷海洛