结直肠癌类器官的高内涵药物表型分析
提取类器官形态与染色特征，分别分析细胞活性和非致死性表型变化，并与 ATP 检测及药物作用机制比较。
用途与模型
- 研究用途
- 患者来源结直肠癌模型的药物活性筛选、形态效应聚类及机制线索分析。
- 模型与细胞来源
- 13 位患者的结直肠癌类器官；因失焦排除 2 株，最终成像分析 11 株。每株两个独立传代批次。
- 方法版本
- 2022 年 384 孔三通道成像与分类版本
- 实验形式
- 384 孔基质培养，成模 3 天后暴露 4 天；共聚焦获取 DNA、肌动蛋白与通透性染色图像。
材料与平台
- 类器官与基质
- Matrigel/BME 培养；药筛采用 BME V2。各株培养条件依据生长选择。
- 两个药物库
- 临床相关库 63 个药物、5 个浓度；KiStem 库 464 个药物，单浓度 7.5 μM。
- 成像与活性检测
- Incell Analyzer 6000；DAPI、Phalloidin、DeadGreen；临床相关库另作 CellTiter-Glo 参照。
测量指标与分析
- 单个类器官形态与染色特征
- 成像活性分数
- ATP 活性
- 给药/溶剂对照分类 AUROC
- 药物表型相似性
形态分析将 528 个可用特征降至 25 个主成分；活死分类另以原始 1572 个特征建立随机森林，以 DMSO、硼替佐米和 SN-38 训练。给药与溶剂对照的逻辑回归 AUROC ≥0.85 用于本研究表型活性判定，另以余弦相似性聚类药物效应。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 单株训练/留出分类并跨株检查，比较成像活性与 ATP；药物效应聚类和多组学关联。
- 测试范围
- 11 株、两个独立传代批次，约 550 万个成像类器官；孔、模型和图像对象分别统计。
- 参照体系
- DMSO、两种致死参照、ATP 活性及已知药物作用机制。
- 研究结果
- 成像可描述活性及非致死性形态变化，同机制药物出现相似表型；甲氨蝶呤的 ATP 与成像结果不同，红色多柔比星可造成成像干扰。
适用条件与研究局限
- 表型分类 AUROC 是给药/对照的可分辨程度，未评价患者疗效预测。
- 失焦株及部分孔板被排除；不同检测可能受代谢或颜色干扰。
- 高维形态与多组学关联仍需独立机制验证。
来源与原文
- The drug-induced phenotypic landscape of colorectal cancer organoids原始研究 · Nature Communications · 2022-06-06