基于类器官活库的肝胆精准诊疗新范式

类器官是一种可体外培养的简化的三维微型器官,可衍生自干细胞,或者来源于器官成熟细胞,具有自我更新和组织能力,能一定程度再现其来源组织的结构和功能,且可在长期的体外培养中维持结构和基因组的稳定性。以类器官技术为核心,建设生物样本活库,开发高保真的类器官疾病模型,结合基于3D生物影像多参数分析的药物表型筛选,将大大支持临床疾病新靶标发现、新药筛选与先导优化以及作用机制研究等,加速临床精准诊疗进程,缩短新药研发周期。

敲降低密度脂蛋白受体相关蛋白表达对肝癌血管异常化的影响及其机制

目的探讨低密度脂蛋白受体相关蛋白(LDLR)表达对肝癌血管异常化的影响及其机制。方法从Oncomine癌症基因芯片数据库提取87例肝癌组织的基因转录组信息,分析肝癌组织中LDLR的表达水平与癌胚抗原(CEA)和CD31表达水平的相关性。采用短发卡RNA靶基因慢病毒转染的方法,构建LDLR敲降的MHCC-97H和HLE肝癌细胞。通过转录组测序、实时荧光定量聚合酶链反应、蛋白免疫印迹法检测LDLR敲降后肝癌细胞的差异基因及其表达水平变化。通过富集分析明确LDLR参与的基因相关信号通路。通过对肝癌细胞条件培养基中CEA含量的检测评估LDLR对CEA的影响。采用血管生成实验检测LDLR对人脐静脉内皮细胞血管生成能力的影响,以及CEA在LDLR调控血管生成过程中的作用。收集2019年1月至2022年12月于天津医科大学肿瘤医院手术切除的肝癌组织标本176例,采用免疫组织化学染色检测176例肝癌组织中LDLR及146例肝癌组织中CEA和CD31的表达水平,分析肝癌组织中LDLR的表达水平与肝癌组织中CEA和CD31的表达水平、血清CEA和丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平的相关性。结果Oncomine数据库分析显示,发生门静脉转移的肝癌患者肝癌组织中LDLR和CEA的表达呈负相关(r=-0.64,P=0.001),而CEA和CD31的表达呈正相关(r=0.46,P=0.010);转录组测序结果显示,LDLR敲降组与对照组MHCC-97H细胞的差异表达基因共有1032个,其中517个基因表达上调,515个基因表达下调。CEA相关细胞黏附分子5(CEACAM5)在LDLR敲降组细胞中上调明显。基因本体论功能富集分析显示,差异基因最明显富集在血管生成的功能上。京都基因与基因组百科全书信号通路富集分析显示,涉及的相关通路主要包括细胞粘着斑、细胞外基质受体相互作用等。LDLR敲降组条件培养基中CEA含量为43.75±8.43,高于对照组(1.15±0.14,P<0.001)。血管生成实验结果显示,在5 h,用LDLR敲降组MHCC-97H细胞的条件培养基培养HUVEC细胞形成的血管主结点数、主分段数和网格总面积分别为(295.3±26.4)个、(552.5±63.8)个和(2239781.0±138211.9)平方像素,均高于对照组[分别为(113.3±23.5)个、(194.8±36.5)个和(660621.0±280328.3)平方像素,均P<0.01];用LDLR敲降组HLE细胞的条件培养基培养HUVEC细胞形成的血管主结点数、主分段数和网格总面积分别为(245.3±42.4)个、(257.5±20.4)个和(2535754.5±249094.2)平方像素,均高于对照组[分别为(113.3±23.5)个、(114.3±12.2)个和(1565456.5±219259.7)平方像素,均P<0.01];在对照组MHCC-97H细胞条件培养基中加入CEA培养HUVEC细胞形成的血管主结点数、主分段数和网格总面积分别为(178.9±12.0)个、(286.9±12.3)个和(1966990.0±126249.5)平方像素,均高于对照组[分别为(119.7±22.1)个、(202.7±33.7)个和(1421191.0±189837.8)平方像素,均P<0.01]。肝癌组织中LDLR的表达与CEA的表达无相关性,与肝癌组织中CD31的表达、血清CEA水平、血清ALT水平均呈负相关(r=-0.167,P=0.044;r=-0.061,P=0.032;r=-0.147,P=0.05)。肝癌组织中CEA的表达与CD31的表达呈正相关(r=0.192,P=0.020),血清CEA水平与血清ALT水平呈正相关(r=0.164,P=0.029)。结论肝癌细胞敲降LDLR可通过释放CEA促进肝癌血管异常化。