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人類(lèi)與腫瘤的博弈仿佛一場(chǎng)漫長(cháng)的影片，培養模型也經(jīng)歷從傳統 2D 到新興 3D 的轉變。其中，3D 培養可以更好地還原出腫瘤的生理特征，重現免疫細胞與腫瘤細胞的相互作用，即反映真實(shí)的腫瘤微環(huán)境（Tumor microenvironment，TME）。

兩大模型：球狀體和類(lèi)器官

常見(jiàn)的 3D 培養模型為球狀體和類(lèi)器官，前者是單細胞群的細胞簇或者聚集體，或不同細胞的混合體，結構相對簡(jiǎn)單。球狀體主要體現出腫瘤細胞間在三維環(huán)境下的梯度滲透、腫瘤內部缺氧和壞死等，可以作為一種高通量的藥物篩選工具。

而類(lèi)器官（單一種類(lèi)或多種細胞組成）可以體外展現真實(shí)器官的三維構造，體現更多的生理功能。正如 Hans Clevers 教授曾經(jīng)介紹的，其實(shí)驗室對 150 例乳腺癌樣本進(jìn)行研究（其中利用包埋法成功培養出 95 例類(lèi)器官），通過(guò) NGS 數據分析表明類(lèi)器官較好地保留了原腫瘤的拷貝數變異（CNV）和單核苷酸變異（SNV）特征。針對乳腺癌診斷常用的指標（ER、PR、HER2）進(jìn)行的免疫組化鑒定結果也與原腫瘤一樣。正因如此，作者使用 HER2 信號通路相關(guān)的藥物進(jìn)行了小鼠體內和類(lèi)器官體外用藥，發(fā)現結果也具有高度一致性^[1]。

TME 研究，如何構建 3D 模型？

不論是腫瘤來(lái)源的球狀體還是類(lèi)器官，都可以用于研究 TME。主要分為組合 TME 模型和天然 TME 模型兩種，主要區別在于前者是向培養的腫瘤類(lèi)器官中添加免疫細胞，后者是直接培養天然的免疫細胞和腫瘤細胞。

兩類(lèi)培養模型采用的 3D 培養方法一般有 3 種：類(lèi)器官模型選用氣液法和包埋法；球狀體模型選用 3D 微流控法。通過(guò)以下兩張表的總結，快速掌握各個(gè)培養方法的特點(diǎn)和選用的工具。

參考文獻：

1. Norman Sachs, et al. A Living Biobank of Breast Cancer Organoids Captures Disease Heterogeneity. Cell. 2018 Jan 11;172(1-2):373-386.e10.

2. Kanako Yuki, et al. Organoid Models of Tumor Immunology. Trends Immunol. 2020 Aug;41(8):652-664.