长期扩增需要不同于初始建模的培养条件

小细胞肺癌对化疗可能先有反应,随后再生长,研究这一过程需要能长期维持的患者模型。韩国峨山医疗中心(Asan Medical Center)团队在 International Journal of Molecular Sciences 优化小细胞肺癌类器官,测试培养维持及顺铂、依托泊苷反应。

10 份患者肿瘤样本中,8 份成功形成类器官。初始形成频率和后续生长速度不同,部分模型随培养时间延长而减慢。团队比较基础培养液,以及加入 Wnt3A、R-spondin1、Noggin、A83-01 的不同条件,发现初始形成和长期维持各有需求。

初始形成阶段加入 Noggin 与 A83-01 略有改善,Wnt3A 或 R-spondin1 在该阶段没有明显额外效果。长期扩增则需要 Wnt 通路相关成分:仅基础条件或 Noggin/A83-01 不足以稳定维持,加入 Wnt3A 或 R-spondin1 后能够持续培养超过 9 个月。

Wnt 通路抑制剂 XAV939 减少类器官形成,支持该通路与培养维持有关。作者在讨论中指出,另一种 Wnt 通路相关抑制剂 LGK-974 对长期扩增的影响较小。研究比较了不同传代的类器官形成数量,但未在各传代重复独立实验。

长期培养后,两个模型仍接近原肿瘤

团队重点比较 SPDTO#5 和 SPDTO#7。组织染色及 CD56、嗜铬粒蛋白、突触素等标志总体保留原小细胞肺癌特征,短期及长期培养相近。9 个月后的外显子组与供者肿瘤也相似,支持这两个模型在所测条件下的分子稳定性。

这些结果验证的是具体模型及检测集合,培养条件的主要差别体现在能否持续扩增。遗传和组织对应提供模型身份资料,后续仍需直接药物实验判断化疗作用。

依托泊苷和顺铂呈现不同浓度反应

药敏测试对顺铂和依托泊苷进行浓度比较。主文详细展示 SPDTO#7,并另提及 SPDTO#10 的补充测试。SPDTO#7 的顺铂半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)为 12.39 µM,依托泊苷为 0.5382 µM,显示同一模型对两种药物的反应强度不同。

活力检测每孔使用 200 个细胞及 10 µL Matrigel。接种后第 2 天加药,持续作用 8 天,在第 10 天测量活力或撤药;CellTiter-Glo 用于活力检测。撤药后继续培养 4 周,并在第 1、2、4 周记录形态。

撤药后,部分存活细胞重新形成类器官

顺铂 10 µM 后仍有细胞维持生长,换回普通培养液后约 2 周恢复较充分的类器官生长。顺铂 50 µM 后也有少量存活细胞,在撤药后 4 周出现明显扩增。高浓度下的短期抑制与随后恢复的时间不同。

依托泊苷 2 µM 处理后的存活细胞,在撤药后 1 周开始形成类器官,约 2 周时明显长大;5 µM 条件在撤药后 4 周内未见类器官重新形成。

这项实验把给药期活力与撤药后再生长连接,提供研究存活细胞和化疗反应持续性的系统。当前药物演示主要集中在 SPDTO#7,缺少较大供者集合及配对临床复发资料。培养中的再次生长是直接实验现象,患者化疗后的复发预测仍需相应临床验证。

小细胞肺癌 SPDTO#7 的顺铂、依托泊苷反应及撤药后 4 周生长轨迹。

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小细胞肺癌 SPDTO#7 的顺铂、依托泊苷反应及撤药后 4 周生长轨迹。(Choi et al. / International Journal of Molecular Sciences, 2021, Figure 4;CC BY 4.0;PMC)

来源与延伸阅读

  1. Establishment and Long-Term Expansion of Small Cell Lung Cancer Patient-Derived Tumor Organoids. International Journal of Molecular Sciences (2021). ↗