癌症，作为全球致死率极高的疾病之一，对人类健康及经济社会发展构成了严峻挑战。随着研究的不断深入，一种新型的三维细胞培养技术——类器官技术，因其出色的模拟肿瘤异质性和病理生理学的能力，正逐渐成为癌症研究的得力助手。来自哈尔滨医科大学附属肿瘤医院的Da Pang/ Shouping Xu教授团队在本刊发表了题为“Cancer organoids: A platform in basic and translational research”的综述，深入探讨了肿瘤类器官在基础研究和转化医学中的应用及其潜力。1、肿瘤类器官的构建
肿瘤类器官，作为一种体外培育的多细胞团簇，不仅自我更新和增殖能力强，更保留了其原始组织的生理结构和功能。它们相较于传统的二维细胞培养，更精准地复现了肿瘤器官的生理和病理特征。这些类器官可以通过诱导性多能干细胞（iPSCs）分化或直接从患者肿瘤组织中分离获得（图1）。依据不同类型的肿瘤，选择适宜的培养基和生长因子，是肿瘤类器官培养的关键。它们不仅能够维持肿瘤的异质性，还能在体外环境中稳定扩增。![]()
图1. 患者来源肿瘤类器官的示意图。
利用CRISPR/Cas9技术，研究者可以模拟肿瘤的发生过程（图2）。肿瘤类器官为研究肿瘤发生过程中的信号通路，如Wnt信号通路、HGF/Met信号通路等，提供了强有力的实验模型。此外，通过使用化学致癌物处理肿瘤类器官，可以模拟肿瘤的发生过程，进一步探索化学致癌作用。
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图2. 各种肿瘤类器官的应用。
3、肿瘤类器官在药物筛选和免疫学研究中的应用
肿瘤类器官在预测患者对药物的敏感性方面展现出巨大潜力，无论是化疗药物、靶向药物还是免疫治疗，都可通过肿瘤类器官进行评估。它们还可以用于评价免疫治疗的效果，包括对免疫检查点抑制剂、CAR-T细胞疗法和溶瘤病毒的反应。此外，肿瘤类器官在研究肿瘤免疫逃逸机制方面也提供了新的视角，有助于揭示肿瘤细胞如何逃避免疫系统的识别和攻击（图3）。
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图3. 肿瘤类器官在癌症研究中的应用。
4、肿瘤类器官的局限性以及未来发展方向
尽管肿瘤类器官在模拟肿瘤微环境方面取得了显著进展，但仍存在一些局限性，如结构相对简单，无法完全模拟肿瘤的复杂性；构建方法缺乏标准化，存在伦理问题；生长速度慢，易受健康组织污染；建立和药物筛选过程耗时且成本较高。未来的发展方向包括开发更完善的肿瘤类器官构建方法，利用生物打印技术构建更复杂的肿瘤类器官模型；运用“器官芯片”技术模拟肿瘤微环境，提高药物筛选效率；结合人工智能技术开发更精准的药物筛选和免疫治疗预测模型。总之，肿瘤类器官技术为癌症研究和治疗提供了全新的视角和工具，预示着个性化癌症治疗的发展前景。未来，通过进一步优化肿瘤类器官的构建方法和模型，将更有效地推动癌症研究和治疗的进程。免费全文下载链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304223001435Ma X, Wang Q, Li G, Li H, Xu S, Pang D. Cancer organoids: A platform in basic and translational research. Genes Dis. 2024;11(2):614-632.编辑：张虹
排版：陈木兰
审核：Genes & Diseases 编辑部
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Genes & Diseases于2014年创办，定位为国际化、高影响力的生物医学综合性科技期刊。主要发表生物医学基础研究、医学临床基础研究、新技术、基础研究成果临床转化研究的科技成果。主要的文章类型有研究型论文、综述、快讯、新闻、评论、科研观察等。本刊主编由重庆医科大学黄爱龙教授与芝加哥大学医学中心何通川教授共同担任。本刊目前已被CSCD核心库、DOAJ、PMC、Scopus、SCIE数据库收录，且入选2022年、2023年“中国最具国际影响力学术期刊”Top 5%、中国高校科技期刊建设示范案例库·杰出科技期刊。2023年度JCR报告公布影响因子6.9，在遗传学和分子生物学两个学科领域均为Q1区。2023年12月公布的中科院期刊分区为医学二区，遗传学二区。
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