临床样本培养类器官是指利用来自人体临床组织或细胞样本,在体外特定条件下培养出具有一定三维结构、细胞组成和功能特性,能模拟体内器官生理功能的细胞集合体,以下是其详细介绍:
培养目的
疾病研究:通过培养患者来源的类器官,可在体外构建与患者体内相似的疾病模型,有助于深入研究疾病的发生、发展机制,如肿瘤类器官可用于研究肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移等特性。
药物研发与筛选:类器官能更真实地反映药物在人体内的作用情况,可用于高通量药物筛选,快速评估药物的疗效和毒性,为个性化药物治疗提供依据。
精准医疗:根据患者个体的类器官对药物的反应,制定出最适合该患者的治疗方案,实现精准的个体化治疗,提高治疗效果并降低不良反应。
培养过程
样本获取:从临床患者处获取组织或细胞样本,常见的样本来源包括手术切除的肿瘤组织、活检组织、体液中的细胞等,如肺癌患者的手术切除肿瘤组织、结直肠癌患者的肠镜活检组织等。
细胞分离与处理:将获取的组织样本进行处理,通过机械解离或酶消化等方法,将组织分散成单个细胞或细胞团,然后对细胞进行纯化和培养前的预处理。
培养体系建立:为细胞提供适宜的培养环境,包括使用特定的培养基、添加生长因子和细胞外基质等。常用的培养基包含多种营养成分和细胞因子,如 Wnt、EGF、Noggin 等,这些因子可调节细胞的生长、分化和增殖。细胞外基质如 Matrigel 可模拟体内细胞外环境,支持细胞的三维生长。
类器官形成与培养:将处理后的细胞接种到培养体系中,在合适的培养条件下,细胞会逐渐增殖、分化并自组织形成类器官。培养过程中需要定期观察类器官的生长情况,进行换液、传代等操作,以维持类器官的长期稳定培养。
应用领域
肿瘤学:可构建肿瘤类器官生物样本库,用于肿瘤的基础研究和转化医学研究,如研究肿瘤的异质性、肿瘤干细胞特性等,还可用于筛选针对肿瘤细胞的靶向药物和免疫治疗药物。
发育生物学:类器官能够模拟器官发育的过程,为研究胚胎发育、器官形成和细胞分化等提供了理想的模型,有助于揭示发育过程中的分子机制和细胞命运决定。
神经科学:培养神经类器官可用于研究神经系统疾病的发病机制、神经细胞的发育和再生等,为神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等的治疗提供新的思路和方法。