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上海芯超生物科技有限公司
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公司新闻/正文
体外「替身」试药，类器官或将加速肿瘤药物筛选研发
3111 人阅读发布时间：2021-09-22 17:48
说到 3D 细胞培养系统——类器官培养，想必科研君都有所耳闻。尤其是类器官技术在 2017 年被 Nature Method 评为年度生命科学领域的年度技术后，相关研究发文量也在飞速增加，从 PubMed 检索近十年的发文量（2011～2021），每年都成倍数增长，不同组织来源的类器官培养成功案例层出不穷，如图 1。
虽然，类器官 3D 培养目前还受培养技术水平、鉴定标准等因素的影响，导致其在培养成功率及应用上受到一定限制，但随着生命科学研究技术的飞速发展，类器官无疑在细胞水平和动物模型之间，为肿瘤领域研究、临床药物筛选以及再生医学等领域提供了一个更好的研究方案。以「类器官肿瘤药筛选模型」为例，它是较早进入临床也是最具有产业化潜力的类器官应用，有望作为「患者替身」可以在短时间内高效开展患者药敏检测，使个性化的肿瘤用药指导成为可能。
那我们该如何构建类器官肿瘤药筛模型呢？
主要包括三个步骤，分别是：肿瘤类器官培养，一致性验证和类器官药物筛选。
肿瘤类器官培养
构建类器官肿瘤药筛模型的关键是成功培养患者来源的肿瘤类器官（如图 3），培养类器官的方法包括较为常用的正置胶滴法[2,4]、适用于有气体接触的黏膜类器官培养的气液界面法以及需要较大扩增（脑类器官）的生物反应器法等[5,6]。
一致性验证
肿瘤类器官培养完成之后，能否构建类器官肿瘤药筛模型的前提是肿瘤类器官与原始肿瘤组织是否有一致性，需通过 H&E 染色、免疫荧光、基因测序等方法来评估，从形态学、组织病理学以及分子遗传学等多个维度对类器官进行鉴定，如图 4。
类器官药物筛选
在确定肿瘤类器官与原始肿瘤组织的一致性之后，构建类器官肿瘤药筛模型已经完成一半了，另一半则是类器官药物选择。目前，类器官可筛选的药物主要包括化疗药、小分子靶向药、抗体药物等。药筛的核心检测指标通常为半抑制浓度 （IC50） 以及细胞抑制率，根据这些指标在筛查的药物中选取对肿瘤抑制效果最佳的药物（如图 5）。
上海芯超生物科技有限公司-类器官平台拥有专业的技术团队和丰富的类器官研究和临床转化经验，已完成十余种、100 多例患者来源肿瘤类器官培养，鉴定及相关研究，现推出类器官服务国庆特惠活动，三重免费好礼送不停！
应用案例
类器官肿瘤药筛模型以肠癌为例（如图 6），已完成肠癌类器官培养，病理学鉴定，并初步建立了肠癌类器官肿瘤药筛模型，其中进行筛选的药物主要包括，紫杉醇、5-Flu、RAD001、Rega。将现有的研究成果结合临床用药指导原则，针对肠癌类器官设计不同药物浓度，并对其进行试验，实验结果通过明场成像及明场分析和 CTG 的方法进行酶标检测，计算 IC50 值以及细胞抑制率来评价药物效果。
上海芯超生物科技有限公司——类器官平台（由上海生物芯片有限公司暨生物芯片上海国家工程研究中心与上海市肿瘤疾病研究所、上海第二军医大学附属东方肝胆外科医院技术力量整合组建而成），引进经验丰富的类器官研究和临床转化领域经验的科研团队（硕士占有率近 100%），已完成消化道肿瘤类、妇科肿瘤类、呼吸道肿瘤类、泌尿肿瘤类、神经肿瘤类等十余种、100 多例患者来源肿瘤类器官和几十余例小鼠等动物正常类器官的培养，并从组织病理形态、免疫组化、生物信息等方面对其进行鉴定，为后续临床研究、类器官活体生物样本库标准建立及大规模药物筛选及研发提供基础。公司于 2003 年成立以来，承担数项国家十一五 863 重点项目以及上海市、浦东新区政府多项重大与重点项目（金额近 1 亿人民币）。经过近二十年的科研积累，逐步形成了一系列具有特色的产业化平台，建立了以「系统的生物学研究全面解决方案」为主导的科研类服务的产业链。
类器官 3D 培养的优势在哪里？
- 与常规的 2D 细胞培养相比，球状的 3D 细胞培养状态很好的模拟了体内肿瘤细胞的生长环境，并且增强了体内和体外肿瘤细胞的生理、病理相关性。
- 与人源肿瘤异种移植模型（PDX）相比，体外类器官 3D 培养的科研时间和成本大大降低。来源于患者原代组织的 3D 细胞培养物——类器官具有在体外增殖、自组装并且分化出对应功能、可长期培养传代，遗传稳定的特征[1]，如图 2。
虽然，类器官 3D 培养目前还受培养技术水平、鉴定标准等因素的影响，导致其在培养成功率及应用上受到一定限制，但随着生命科学研究技术的飞速发展，类器官无疑在细胞水平和动物模型之间，为肿瘤领域研究、临床药物筛选以及再生医学等领域提供了一个更好的研究方案。以「类器官肿瘤药筛选模型」为例，它是较早进入临床也是最具有产业化潜力的类器官应用，有望作为「患者替身」可以在短时间内高效开展患者药敏检测，使个性化的肿瘤用药指导成为可能。
那我们该如何构建类器官肿瘤药筛模型呢？
主要包括三个步骤，分别是：肿瘤类器官培养，一致性验证和类器官药物筛选。
肿瘤类器官培养
构建类器官肿瘤药筛模型的关键是成功培养患者来源的肿瘤类器官（如图 3），培养类器官的方法包括较为常用的正置胶滴法[2,4]、适用于有气体接触的黏膜类器官培养的气液界面法以及需要较大扩增（脑类器官）的生物反应器法等[5,6]。
一致性验证
肿瘤类器官培养完成之后，能否构建类器官肿瘤药筛模型的前提是肿瘤类器官与原始肿瘤组织是否有一致性，需通过 H&E 染色、免疫荧光、基因测序等方法来评估，从形态学、组织病理学以及分子遗传学等多个维度对类器官进行鉴定，如图 4。
类器官药物筛选
在确定肿瘤类器官与原始肿瘤组织的一致性之后，构建类器官肿瘤药筛模型已经完成一半了，另一半则是类器官药物选择。目前，类器官可筛选的药物主要包括化疗药、小分子靶向药、抗体药物等。药筛的核心检测指标通常为半抑制浓度 （IC50） 以及细胞抑制率，根据这些指标在筛查的药物中选取对肿瘤抑制效果最佳的药物（如图 5）。
上海芯超生物科技有限公司-类器官平台拥有专业的技术团队和丰富的类器官研究和临床转化经验，已完成十余种、100 多例患者来源肿瘤类器官培养，鉴定及相关研究，现推出类器官服务国庆特惠活动，三重免费好礼送不停！
- 好礼 1：免费赠送类器官 3D 培养专用培养基 10 ml（填写试用反馈额外赠送惊喜好礼——神奇积木盲盒）
- 好礼 2：免费赠送类器官形态及病理鉴定（包含类器官包埋、固定、切片、HE 染色及病理复诊）
- 好礼 3：免费赠送类器官药筛试剂（下单类器官药筛，可免费从芯超药物库选取 3 种药物）
- 活动时间：即日起～10 月 31 日
- 参与方式：联系当地销售或拨打售前技术支持热线 021-51320298/400-7200166
- * 本活动最终解释权归上海芯超生物科技有限公司所有*
应用案例
类器官肿瘤药筛模型以肠癌为例（如图 6），已完成肠癌类器官培养，病理学鉴定，并初步建立了肠癌类器官肿瘤药筛模型，其中进行筛选的药物主要包括，紫杉醇、5-Flu、RAD001、Rega。将现有的研究成果结合临床用药指导原则，针对肠癌类器官设计不同药物浓度，并对其进行试验，实验结果通过明场成像及明场分析和 CTG 的方法进行酶标检测，计算 IC50 值以及细胞抑制率来评价药物效果。
上海芯超生物科技有限公司——类器官平台（由上海生物芯片有限公司暨生物芯片上海国家工程研究中心与上海市肿瘤疾病研究所、上海第二军医大学附属东方肝胆外科医院技术力量整合组建而成），引进经验丰富的类器官研究和临床转化领域经验的科研团队（硕士占有率近 100%），已完成消化道肿瘤类、妇科肿瘤类、呼吸道肿瘤类、泌尿肿瘤类、神经肿瘤类等十余种、100 多例患者来源肿瘤类器官和几十余例小鼠等动物正常类器官的培养，并从组织病理形态、免疫组化、生物信息等方面对其进行鉴定，为后续临床研究、类器官活体生物样本库标准建立及大规模药物筛选及研发提供基础。公司于 2003 年成立以来，承担数项国家十一五 863 重点项目以及上海市、浦东新区政府多项重大与重点项目（金额近 1 亿人民币）。经过近二十年的科研积累，逐步形成了一系列具有特色的产业化平台，建立了以「系统的生物学研究全面解决方案」为主导的科研类服务的产业链。