类器官研究进展及其在乳腺癌中的应用

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,发病率逐年升高,严重威胁女性生命健康。基于乳腺癌细胞异质性和个体间肿瘤微环境的差异,不同乳腺癌患者表现出不同特征。因此,乳腺癌的个性化诊疗就显得尤为重要。乳腺癌类器官培养是一种新兴的三维细胞培养模式,来源于有组织分化能力的干细胞或器官祖细胞,能够在体外保持来源组织的结构和功能。与传统的细胞培养方法相比,乳腺癌类器官很大程度保留了肿瘤细胞的异质性,为乳腺癌的研究和诊治创造了良好的模型,尤其在乳腺癌的机制研究、药物筛选、个体化方案治疗等方面,有着广泛的应用前景。本文主要就近年来人类乳腺癌类器官的研究与应用发展情况予以综述,并就其应用前景进行展望。

乳腺癌类器官研究进展及临床应用前景

背景:乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,其发病率逐年上升且趋于年轻化,严重威胁女性生命健康,因此建立一个能够准确模拟体内肿瘤情况的理想乳腺癌模型显得尤为重要。类器官与体内来源的组织或器官高度相似,是一种新型的体外三维培养模型,近年来在各种恶性肿瘤的研究中备受研究人员的青睐。目的:综述乳腺癌类器官的研究进展及应用,以期为乳腺癌的个性化治疗提供新的研究途径。方法:第一作者以“类器官、乳腺癌类器官、肿瘤类器官、乳腺球、3D培养”“organoid,breast cancer organoids,cancer organoids,mammosphere,three-dimensional culture”为检索词,检索1980年1月至2020年2月CNKI、万方、PubMed数据库相关文献,文献类型不限,排除与文章研究目的无关及重复性的文献,最终纳入66篇文献进行综述分析。结果与结论:文章简要介绍了类器官技术,回顾了构建乳腺癌类器官模型的过程,总结了乳腺癌类器官最新研究进展及应用。乳腺癌类器官在疾病建模、肿瘤发生机制、药物筛选等方面有广泛应用前景,为乳腺癌研究和治疗提供了可靠的模型,特别是为乳腺癌个性化治疗开辟了新的视野。

一种乳腺体术后义乳的三维建模方法的研究

我国女性乳腺肿瘤发病率越来越高,为根治乳腺肿瘤实施乳房切除术会造成女性乳房缺失,影响女性的整体美感,从而影响女性日常工作和社会交往。义乳是弥补乳房缺失的主要方式,但现有义乳与女性自然乳房有较大差别,影响术后女性心理恢复。本文主要通过利用乳腺肿瘤治疗过程中和康复后的各类影像检查结果,选取特定女性的乳房在自然情况下的柔性变化特征点,通过使用这些特征点进行三维建模以还原该女性乳房的外观及弹性特征。

乳腺癌体外骨转移瘤3D模型的建立

目的:构建乳腺癌体外骨转移瘤3D模型。方法:新生CD-1小鼠的颅骨单独孵育为正常组,新生CD-1小鼠的颅骨与MDA-MB-231细胞低氧共孵育四天为模型组。通过扫描电镜(SEM)鉴定骨转移瘤模型,中性红染色法鉴定骨组织中的破骨细胞,硝酸银复染法观察骨的溶解,结晶紫染色法观察骨转移瘤模型中肿瘤细胞的生长。结果:正常组骨表面光滑完整;模型组骨组织表面黏附大量肿瘤细胞,破骨细胞活性增强,产生严重的溶骨,表面出现骨陷窝,骨纤维发生断裂。结论:成功建立了乳腺癌骨转移瘤体外3D模型,该模型能够模拟体内骨转移瘤微环境。

3D生物打印乳腺癌肿瘤模型及阿霉素药敏试验

目的探讨3D生物打印技术构建的乳腺癌模型用于阿霉素药敏试验的可行性。方法通过3D生物打印技术构建MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞3D水凝胶乳腺癌模型,分别采用CCK-8法和Live/Dead染色法检测不同浓度阿霉素对2D/3D乳腺癌细胞增殖作用的影响并进行比较。结果2D培养中形成单层片状细胞。而3D打印的乳腺癌模型中MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞显示多层结构,细胞多数呈圆形、或梭形和铺展状。MDA-MB-231细胞对阿霉素的耐药性高于MCF-7细胞。3D培养的MCF-7、MDA-MB-231细胞比2D培养对阿霉素的耐药性显著更高。结论3D乳腺癌模型可以在体外更有效、更准确地评估抗癌药物的疗效,可在动物模型或临床试验前为改进和优化药物筛选系统提供有价值的信息。

三维乳腺癌模型用于黄芩素与多西他赛药物敏感性检测

目的探讨3D生物打印技术构建3D乳腺癌细胞培养环境,用于黄芩素与多西他赛药物敏感性检测的可行性。方法使用3D生物打印技术创建MCF-7、MDA-MB-231乳腺癌细胞水凝胶结构体(3D乳腺癌模型),并进行黄芩素、多西他赛药敏试验。并与2D培养条件下的药敏试验进行比较。结果 2D与3D培养条件下的药敏试验表明,MCF-7、MDA-MB-231细胞对黄芩素耐药性显著高于多西他赛;MDA-MB-231细胞对黄芩素、多西他赛耐药性显著高于MCF-7细胞。3D细胞培养比2D细胞培养对黄芩素、多西他赛耐药性更高。结论使用3D生物打印技术构建的乳腺癌细胞水凝胶结构体,能更好地模拟乳腺癌肿瘤微环境。3D打印技术可以为药物筛选提供更加准确的平台。

Matrigel三维培养模型对乳腺癌细胞整合素β1的定位及胞外基质粘附的影响

目的:观察Matrigel三维(3D)培养模型对乳腺癌细胞形貌、细胞整合素β1的定位及其介导的细胞与胞外基质(extracellular matrix,ECM)层粘连蛋白,纤连蛋白和IV型胶原蛋白粘附能力的影响。初步探索在二维(2D)和3D不同培养模式下乳腺癌细胞与ECM的相互作用,揭示肿瘤微环境对肿瘤细胞的影响:方法:分别在2D及3D培养模型下进行乳腺癌细胞MDA-MB-435S及MDA-MB-231的体外培养,钙黄绿素CalceinAM检测细胞存活力,免疫荧光分析整合素灿的定位,粘附率实验检测细胞对ECM各成分的粘附变化。结果:整合素01在2D及3D培养模型中的定位具有显著差异,其介导的细胞与层粘连蛋白的黏附能力在3D模型中显著下降,而细胞与纤连蛋白和IV型胶原蛋白的粘附能力明显上升。结论:与2D培养结果不同,3D培养模型更能模拟体内3D微环境.可做为新的研究模式揭示肿瘤细胞与ECM的相互作用,以及肿瘤微环境在肿瘤进展中的作用。