3 类细胞共同构建肿瘤微环境
奥地利维也纳医科大学与德国、英国合作团队在 Journal for ImmunoTherapy of Cancer 研究了结直肠癌模型中的免疫细胞反应。团队将患者来源类器官(patient-derived organoid,PDO)、癌相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblast,CAF)和外周血单核细胞结合起来,补充单纯肿瘤类器官中缺少的间质与免疫组成。
类器官与 CAF 来自同一患者的手术材料,取材部位包括结肠肿瘤或肝转移灶。主要共培养实验使用健康志愿者的单核细胞,研究另以结直肠癌患者的外周血单核细胞验证部分处理反应。
3 类细胞在 Geltrex 基质中培养 3 天。组织染色显示,CAF 聚集成间质区域,单核细胞分布于这一部分及肿瘤上皮的外缘,使模型能够观察细胞之间的相互作用。
CAF 和培养液共同影响免疫细胞表型
与只有类器官和单核细胞的培养相比,加入 CAF 后,髓系细胞的形态及表面标志发生变化。CD206、CD163 和 PD-L1 表达提高,同时 CD86 和 4-1BBL 等共刺激分子也增加;SIRPα 降低,HLA-DR 未发生明显变化。
单细胞分析和流式结果表明,这些细胞呈现部分巨噬细胞分化及肿瘤相关巨噬细胞样特征。这些变化同时包含免疫调节和共刺激标志,反映出混合的表型特征。
培养液本身也影响结果。文中用于类器官培养的 ENAS 培养液抑制了多数 CAF 相关标志的上升,而基础培养液中的变化更明显。只加入 CAF 条件培养液,未能完整重现 CAF 细胞在场时的表型;作者据此提出,细胞接触或持续的细胞因子交流可能参与这一过程。

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化疗后表型和炎症信号发生变化
团队在 4 名患者对应的模型中比较奥沙利铂、氟尿嘧啶单药以及二者联用,24 小时后用流式细胞术检测髓系细胞。化疗使 CD206 和 CD163 表达降低,提示 CAF 诱导的部分免疫表型可随药物处理而改变。
培养上清中的炎症信号具有患者差异。患者 1 和 2 对应的模型中,IL-1β、IL-6 和 TNF 分泌提高;其余模型的变化不同。使用结直肠癌患者血液中的单核细胞时,也观察到相关表面标志变化,这些细胞对处理诱导的死亡更敏感。
髓系细胞的吞噬反应随患者和处理时间变化
研究另将类器官先接受 1 天或 6 天化疗,再与单核细胞开展吞噬比较。奥沙利铂单药预处理 1 天时,全部模型均未出现明显吞噬增加;预处理 6 天后,3 名患者的模型在相应化疗条件下出现较强吞噬。
具体药物依赖也不同:患者 4 的模型需要氟尿嘧啶参与,患者 1 和 3 的模型单用奥沙利铂即可出现吞噬。CAF 共培养进一步增强了部分化疗后的吞噬反应,显示肿瘤、间质和髓系细胞的组成会共同影响所检测到的药物作用。
这套模型的主要价值是同时观察肿瘤细胞活力、免疫表型和吞噬功能。当前化疗结果来自少量患者材料,模型中的髓系细胞只达到部分巨噬细胞分化;培养液和单核细胞来源也会影响不同条件之间的比较。