用患者肿瘤类器官筛查 133 种药物
视网膜母细胞瘤的治疗需要兼顾肿瘤控制与正常视网膜保护。泰国玛希隆大学(Mahidol University)与美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)研究人员在 Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 报道,以患者来源的肿瘤类器官寻找可用于这一疾病的药物候选,并另用正常视网膜模型检查毒性。
团队使用 5 个肿瘤类器官模型,其中 4 个具有 RB1 缺陷,另一个以 MYCN 扩增为特征。初筛选取其中 3 个,分别代表 MYCN 扩增、较少其他基因改变的 RB1 缺陷,以及包含 RB1 的 13q 区域缺失。模型保留了原肿瘤的多项遗传特征,各模型中的部分变异及细胞克隆组成仍有差异。
药库包含 133 种 FDA 已批准肿瘤药物。类器官在 96 孔板中生长 7 天后,以 10 μM 暴露 72 小时;给药前后的活细胞图像用于计算经生长速率校正的抑制指标。负值表示活细胞成像信号下降,零值表示完全停止生长,正值表示生长受到不同程度的抑制。
在多个肿瘤模型中比较舒尼替尼的浓度—反应关系
3 个初筛模型对药库的敏感程度不同。研究选出 11 种在 3 个模型中都具有较强细胞毒性的药物,进一步用 384 孔板和 ATP 发光检测建立浓度—反应曲线。其中 3 种在复筛条件下未达到 50% 的活力抑制,最终为其余 8 种计算 IC50、最高测试浓度下的剩余活力和曲线斜率。
舒尼替尼是这组候选中唯一在 3 个模型中 IC50 均低于 10 μM 的药物。团队随后把测试扩展到全部 5 个模型,并与卡铂、美法仑及拓扑替康比较。舒尼替尼在 4 个模型中的抑制效力和最高浓度下的效应均优于卡铂及美法仑;与拓扑替康比较,其在 3 个模型中的效力更高,在全部 5 个模型中的最大效应更强。
这里的浓度—反应参数来自 ATP 活力测定。研究另外用细胞周期、增殖标志和凋亡染色检查舒尼替尼的作用,使活力下降与细胞增殖、死亡的变化能够分别观察。
增殖中的肿瘤视锥细胞样群体减少
机制分析集中于 RB170 和 RB654 两个模型。为减少大规模细胞死亡对转录组的干扰,团队使用约保留 90% 细胞活力的舒尼替尼浓度处理 72 小时。与未处理组比较,部分增殖相关基因及 MAPK 通路相关表达降低,JUN 等变化又经 RNA 和蛋白检测确认。细胞周期检测显示,处理 24 或 72 小时后 G1 期细胞增加,S 期和 M 期细胞减少。
视网膜母细胞瘤的部分细胞带有视锥光感受器特征。团队用 RXRG 标记这类肿瘤细胞,再用 Ki67 区分其中正在增殖的群体。舒尼替尼处理 24 小时后,RXRG 与 Ki67 双阳性细胞占 RXRG 阳性细胞的比例,在 RB170 中由约 63% 降至 49%,在 RB654 中由约 59% 降至 43%。
拓扑替康只在 RB654 中显著降低这一增殖比例,美法仑在两个模型中都没有显著改变该比例。药物对总细胞活力、细胞周期和特定细胞群增殖的影响因此各有差别。作者还从基因表达变化提出细胞分化相关解释,主要实验证据集中在增殖受抑和细胞周期改变。
正常视网膜模型用于比较相对毒性
正常组织参照来自人胚胎干细胞形成的视网膜类器官,测试时为分化第 65–70 天。研究按两个肿瘤模型对应的药物浓度处理 24 小时,再以裂解型 caspase-3 阳性细胞比例衡量凋亡,使用与肿瘤类器官相同的观察时间和染色指标。
溶剂对照的正常视网膜细胞中,约 0.66% 为凋亡标志阳性。舒尼替尼 4 μM 和 6 μM 处理后分别约为 6.57% 和 9.15%;两档拓扑替康处理后约为 12.82% 和 21.91%,两档美法仑处理后约为 13.71% 和 22.63%。舒尼替尼也造成正常模型损伤,但在本次对应浓度比较中,损伤少于另 2 种药物。
在 RB170 和 RB654 肿瘤模型中,相同处理同时显示舒尼替尼的凋亡作用强于拓扑替康和美法仑。正常模型的染色定量使用每个处理条件 6 个类器官,肿瘤模型使用 6 个培养胶滴;细胞计数用于计算染色阳性比例,实验来自 3 次独立重复。
这些实验支持进一步研究舒尼替尼用于视网膜母细胞瘤的可能性。作者提出,下一步需要在体内检验抗肿瘤作用和视网膜安全性,并研究适合眼部给药的方式。

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