【摘 要】
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目的脑胶质瘤是成人最为常见的原发性恶性脑肿瘤,目前临床前常用的胶质瘤模型大多来源于体外培养的细胞系,而该模型不能完全复制肿瘤细胞生长微环境及其在体内的生物学特性。患者衍生的裸鼠原位移植瘤模型可更好地模拟人类肿瘤生物学特性,然而其成功率不高、价格昂贵、耗时且可能经历小鼠特异性肿瘤演变。因此,迫切的需要探索一种新的胶质瘤模型来满足临床前治疗研究的需要。肿瘤类器官模型能够再现亲代肿瘤异质性,并费用低、传
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目的脑胶质瘤是成人最为常见的原发性恶性脑肿瘤,目前临床前常用的胶质瘤模型大多来源于体外培养的细胞系,而该模型不能完全复制肿瘤细胞生长微环境及其在体内的生物学特性。患者衍生的裸鼠原位移植瘤模型可更好地模拟人类肿瘤生物学特性,然而其成功率不高、价格昂贵、耗时且可能经历小鼠特异性肿瘤演变。因此,迫切的需要探索一种新的胶质瘤模型来满足临床前治疗研究的需要。肿瘤类器官模型能够再现亲代肿瘤异质性,并费用低、传代时间短、可大量扩增,被认为是肿瘤临床前研究的理想模型。本研究拟探索构建脑胶质瘤类器官体外培养与稳定传代的条件,以期建立完善的胶质瘤类器官培养体系。并利用类器官模型针对不同肿瘤亚型进行了药物敏感性测试,探究类器官指导胶质瘤患者的临床个性化治疗的可行性。方法（1）选用高级别脑胶质瘤患者手术切除的标本,以机械消化和胰酶消化成单细胞悬液,与Matrigel胶混匀固化后悬浮培养于Neurobasal培养液中进行3D培养。在光学显微镜下连续观察3D悬浮培养物的生长状况。（2）在形成多细胞肿瘤球后,每例选取五个大小约1mm的培养成功的类器官固定、包埋、制片,进行表型及基因型检测并与原始患者标本进行评估比较。（3）采用实时荧光定量PCR法检测胶质瘤2D及3D-Matrigel模型的迁移、侵袭相关基因的表达情况。（4）分别将2D及3D-Matrigel培养的原代细胞建立PDX模型,观察小鼠生存时间,待小鼠出现体重明显下降、弓背、精神不佳等情况时处死取完整大脑,固定、切片及H＆E染色。（5）分别将不同肿瘤亚型的2D及3D-Matrigel培养的原代细胞使用不同浓度药物处理,测定细胞活力,绘制IC50曲线。结果（1）本实验共收取21例术中肿瘤组织,培养14-28天之后,8例胶质瘤细胞成球悬浮生长,直径0.5-2mm大小,确认培养成功。（2）类器官H＆E染色结果提示组织结构和细胞形态与亲本肿瘤相似。免疫组织化学染色结果显示类器官模型维持了亲本肿瘤中关键分子的表达。癌基因外显子检测结果显示类器官与亲本肿瘤具有相似的突变特征。免疫荧光结果显示类器官再现了胶质瘤特征性的干细胞表达与细胞增殖梯度。（3）实时荧光定量PCR结果显示与2D模型相比,3D模型侵袭相关基因MMP2、MMP9表达显著提高。（4）与2D-PDX模型相比,3D-PDX模型中小鼠存活时间更短;2D-PDX模中肿瘤呈局限性生长,而3D-PDX模型细胞呈弥漫、浸润性分布。（5）体外抗肿瘤药敏感性检测表明,3D类器官模型对药物反应具有更高的抵抗性及异质性。结论在本研究中,我们采用患者来源的胶质瘤标本初步建立了体外肿瘤类器官培养平台。类器官组织、分子标志物表达及癌基因突变符合肿瘤细胞特征,接近原始患者标本。类器官药物敏感性检测结果显示3D类器官模型对药物反应具有更高的抵抗性及异质性,有望成为预测患者药物反应、制定个性化治疗方案更有效的工具。因此,胶质瘤类器官具有价格低、建模时间短、可大量扩增,具有可实时连续动态观察等优点,是较为理想的胶质瘤体外模型。
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