类器官及其芯片--生物医药研究的新模型

体外培养的哺乳动物和人的组织、器官作为生物、医药研究的模型,经历了100余年的探索及进步,历久弥新。经过最初40年的外植物三维(explant,3D)培养阶段,到中间50~60年的细胞系(2D)建立,迎来了当下的2个阶段的结合——类器官培养(获取游离单细胞后再进行3D培养)时代。类器官模型第一个热潮在20世纪70年代,目前又迎来了空前高涨的第二个热潮。类器官是由具有增殖能力的细胞在特定的3D体外微环境中自组织发育而来,能够高度模拟体内细胞行为、组织结构和器官功能,与其他体外模型相比具有更高的异质性和更好的可编辑性。2013年类器官技术被《Science》杂志评为世界年度十大技术之一。2021年,类器官被列为我国“十四五”国家重点研发计划重点专项,“肿瘤类器官诊治平台的质量控制标准中国专家共识”的提出也使类器官技术的应用更为规范。特别是类器官培养技术与微流控结合、芯片技术结合而发展的类器官芯片更令人耳目一新,可以设想:一块芯片上模拟一个人全身的各器官(person-on-chip)或者是一群人的某一个类器官(population-on-chip)构建的类器官芯片,在个性化研究或者是群体研究中的应用,非常值得期待。

国内建立的人肿瘤细胞系的身份认证问题及对策

目的为国内建立的人肿瘤细胞系进行身份认证,确认这些细胞系使用的可靠性。方法收集、整理国内实验室建立的人肿瘤来源细胞系,提取细胞的基因组DNA,PCR扩增其中的多个短串联重复序列(STRs)位点后进行毛细管电泳,分析获得细胞的STR图谱作为细胞系的DNA指纹,然后与原始组织或国际数据库中已有细胞的STR谱进行比对,通过匹配度的高低判断该细胞是否被其他细胞交叉污染。对怀疑He La细胞污染的肿瘤细胞,检测其基因组中是否有人乳头瘤病毒18型(HPV-18)病毒插入片段。对怀疑T细胞白血病细胞污染的,则检测T细胞的各种特性(表面标志),根据表面标志表达情况判断是否为错误细胞。结果本研究共收集了37种国内建立的肿瘤细胞系46个样品。本中心建立的6株细胞系均STR正确。其他单位建立的细胞系中有8株系正确,有23(62. 2%)株系认定为错误细胞,人宫颈癌细胞He La是主要污染源;另外发现有些国内自建的细胞系被人结直肠癌细胞HCT-8、宫颈鳞癌细胞Si Ha、T细胞白血病细胞CCRF-CEM及大鼠细胞污染。结论国内建立的肿瘤细胞很高比例地发生了细胞间的交叉污染,科研人员在实验前一定要首先进行细胞身份认定,或者从国家实验细胞资源共享服务平台选择细胞。另外,建立细胞系时保留原始组织用于后续细胞系的身份认证。

靶向HER2嵌合抗原受体修饰T细胞的构建及其特异性杀伤肿瘤的作用

目的以靶向HER2的人源化单克隆抗体H1．2scFv为基础构建第三代嵌合抗原受体（CAR），并探讨CAR修饰的T淋巴细胞（CAR—T）对HER2高表达肿瘤的杀伤作用。方法运用分子克隆方法将CAR的表达框和H1．2scFv装人慢病毒表达载体，利用慢病毒载体将H1—2CAR基因转导至T淋巴细胞构建CAR．T细胞，通过酶联免疫吸附测定检测细胞因子白细胞介素2的表达，通过LDH释放实验检测CAR—T细胞杀伤肿瘤细胞的效率。最后用NOD／SCID小鼠移植瘤模型来检测CAR．T细胞在体内杀伤肿瘤细胞的能力。结果成功构建了靶向HER2的第三代嵌合抗原受体H1—2CAR表达载体，该载体转染的H1—2CAR—T细胞能与HER2’的肿瘤细胞结合并提高了细胞因子白细胞介素2的释放。在本研究中Hi一2CAR—T细胞与HER2高表达的肿瘤细胞相互作用时白细胞介素2分泌量可达到1000¨g／L以上，而外周血单个核细胞与肿瘤细胞相互作用时基本上不分泌白细胞介素2。在体外肿瘤细胞培养体系中，H1—2CAR—T细胞对HER2高表达肿瘤细胞的杀伤率明显高于HER2低／不表达的细胞。当效靶比为20：1时，H1—2CAR—T细胞对HER2高表达的乳腺癌细胞SK—BR-3的杀伤率可以达到（90．1±2．8）％．而H1．2CAR—T对HER2阴性的乳腺癌细胞MDA—MB-231的杀伤率只有（13．5±4．7）％。在NOD／SCID小鼠体内，CAR．T细胞治疗组乳腺癌移植瘤的生长速度减慢，实验结束时H1-2CAR—T细胞治疗组肿瘤质量平均为（0．74-0．1）g，未转染T细胞治疗组为（1．2±0．2）g，PBS组为（1．2±0．2）g。H1—2CAR—T治疗组与未转染T细胞治疗组相比较有明显差异（P〈0．05），而未转染T细胞治疗组与PBS治疗组相比差异无统计学意义（P〉0．05）。结论靶向HER2的H1．2CAR．T细胞能特异性杀伤HER2高表达的肿瘤细胞，为CAR—T靶向治疗HER2’的肿瘤提供了研究基础。