建立配对的肿瘤与正常食管类器官
2025 年 4 月 1 日，Communications Biology 发表一项食管鳞状细胞癌类器官库研究。东京科学大学（Institute of Science Tokyo）等机构团队利用不同疾病阶段、年龄及治疗背景的患者样本建立模型，研究顺铂与氟尿嘧啶响应差异及其分子基础。
40 名患者的手术材料分别用于组织学、基因表达、突变和培养研究，最终建立 24 个肿瘤类器官及 40 个正常食管类器官，成功比例分别为 60% 和 100%。正常材料取自没有癌变的相邻区域，为肿瘤相关变化提供配对背景。
多数肿瘤类器官可维持超过 3 个月，正常类器官的持续培养时间较短。不同肿瘤模型对培养环境的依赖也不完全相同，体现材料之间的差别；研究同时通过组织染色及功能比较核对培养细胞的肿瘤属性。
类器官与原组织的遗传及表达特征比较
团队对 11 组配对材料进行全外显子测序，正常类器官用于区分生殖系与肿瘤相关变异。所分析肿瘤及其类器官均检出 TP53 突变，多数其他重要变异也得到保留，各患者的模型呈现各自的遗传特征。
部分培养模型检出的变异比原肿瘤更多，论文讨论了培养过程中的选择作用或新增变化的可能性。
15 个肿瘤与 5 个正常类器官的转录组分析显示，两组的表达数据分别聚类。肿瘤模型中 DNA 复制相关过程较突出，正常模型中角化及上皮分化相关过程较突出，这些结果补充了形态和遗传层面的模型表征。
研究还用部分肿瘤类器官建立移植瘤并进行表征，组织中可观察到鳞状分层及角化相关形态，p53 的核内积累也与原肿瘤特征对应。
化疗敏感性差异与持续的抗氧化状态
顺铂联合氟尿嘧啶测试中，24 个模型有 17 个较敏感、7 个较低敏感。14 个既往化疗患者来源模型中，5 个较低敏感；10 个未接受化疗的患者来源模型中，2 个较低敏感。
反复传代后，模型的敏感性分组保持相对稳定。较低敏感模型经药物处理后，团队将存活细胞扩增并再次测试，未见药物敏感性进一步下降。作者据此认为，化疗响应与模型原有的遗传或表观遗传特征有关。
较低敏感模型中 NRF2 相关抗氧化通路更活跃，干扰素相关表达较弱。6 个用于进一步分析的较低敏感模型中，只有 3 个具有 NFE2L2 突变。
没有 NFE2L2 突变的较低敏感模型也未检出 KEAP1 或 CUL3 突变。组间 NFE2L2 和 CUL3 表达没有显著差异，KEAP1 表达反而较高，提示这组抗氧化状态的来源不止已知通路基因突变。
抗氧化相关状态与候选标志物
团队对 3 个较低敏感及 3 个敏感模型进行单细胞表达分析。较低敏感模型中的抗氧化相关基因广泛分布于多个细胞群；增殖相关表达则有不同的群体分布。
染色质可及性分析进一步显示，部分抗氧化相关基因位点在药物处理前已较开放。研究据此提出这些模型在药物处理前就具有抗氧化相关状态。
团队在 2 例对应较低敏感类器官、2 例对应敏感类器官的原始肿瘤切片中，用 RNA 原位检测测量 ALDH3A1、TXNRD1 和 SPP1。前一组的表达较高，与这些体外模型的响应差异相吻合。
染色质分析在较低敏感模型中发现 4,112 个相对更开放、1,232 个相对更低可及的区域，相关结合序列富集涉及 NRF2、p53 及 AP1。SPP1、UCHL1 和 ABCC2 等位点更开放，ALDH3A1 和 TXNRD1 位点则未呈现相同差异。
候选标志物筛选比较基因表达水平与顺铂剂量响应曲线下面积的关系，先得到 117 个正相关基因，再分析其中统计显著的 57 个。13 个属于 NRF2 通路靶基因，富集内容涉及外源物代谢及氧化应激反应，随后选取代表性基因回到组织切片验证。
NFE2L2 干预与激酶抑制剂筛选
减少 NFE2L2 表达后，3 组测试模型中只有 1 组对原化疗组合的敏感性改善。虽然抗氧化通路变化较常见，不同材料对该通路的依赖并不相同，直接干预同一机制也未产生统一结果。
研究进一步在 4 个较低敏感模型中测试 27 种已用于临床的激酶抑制剂，并采用论文记录的最大血药浓度作为参考。选择性 JAK2 抑制剂 fedratinib 在这 4 个模型中的细胞存活抑制作用强于原化疗组合。
Fedratinib 没有同步降低所检测的 NRF2 靶基因表达。Regorafenib、cabozantinib、pexidartinib 和 erdafitinib 在这 4 个较低敏感模型中也有抑制作用，但强度与原化疗组合相近。