类器官研究鼻祖Cell发文：成功建立乳腺癌类器官生物样本库

荷兰的Hans Clevers博士是国际上类器官研究的鼻祖，这次他们团队完成了规模宏大的乳腺癌类器官项目（Patient Derived Organoid，PDO），文章也发表在顶级杂志《Cell》上。下面就让我为各位解读一下Hans Clevers博士的最新研究成果。

　　

乳腺癌由几种不同分子亚型构成，各种亚型之间在基因组变异方面有着明显的差别，这也是晚期乳腺癌选择治疗方式的依据。类器官（Organoid）是把干细胞在体外3D条件下培养，产生的“类似”器官样的结构。类器官具有广泛的用途，可以用作各种疾病模型，在肿瘤研究精准医学研究中也具有重要意义。

在本文中，荷兰Hans Clevers博士领导的团队介绍了一种可以长期培养和维持乳腺上皮类器官的方法，该团队报道乳腺癌类器官培养成功率在80%以上。他们成功建立了100例以上乳腺癌原发瘤或者转移瘤类器官，并且对模型进行了深入的组织病理学、基因表达、基因测序等分析，同时还对乳腺癌类器官的药敏活性进行了深入研究。

不同形态的乳腺癌类器官。第一行类器官黏附较好，第二行类器官黏附较差。（FROM: Norman Sachs, et.al., Cell, 2017）

组织病理学
乳腺癌类器官在组织病理形态上很好的保持了原肿瘤的特点。乳腺癌主要有两种组织类型：浸润性导管癌（约占80%）、浸润性导管癌（约占10%）。即使只观察病人肿瘤组织的类器官，病理医生依然能够把各个类器官区分成上述亚型，表明类器官的形态和结构与原肿瘤高度一致。

激素受体与HER2表达
雌/孕激素受体和HER2受体是乳腺癌的分子分型标志，也是主要的治疗靶点。研究者也利用这些标志对乳腺癌类器官分子亚型进行了区分。结果显示，80%左右的类器官均能够很好的保持原肿瘤的分子分型。

两例小叶型乳腺癌肿瘤组织（左）和肿瘤类器官（右）的HE染色（上）及ER染色（下）。66T样品和74T样品均呈低分化，细胞黏附低；66T样品细胞还呈“印戒”样；74T样品原肿瘤和Organoid均为ER阳性。（FROM: Norman Sachs, et.al., Cell, 2017）

基因表达分型
除了激素受体与HER2等蛋白标志以外，还可以利用基因表达谱对乳腺癌进行分型，例如最常见的PAM50分型系统。根据mRNA测序结果，也可以乳腺癌类器官分成相应的亚型。

DNA拷贝数变异与基因突变
本研究中，作者还利用全基因组测序对乳腺癌类器官进行了研究。作者发现，乳腺癌类器官保持了原肿瘤的基因组拷贝数变化和基因突变。不仅如此，在经过长期传代培养后，这些特征依然稳定的保留在类器官中。

药敏研究
利用乳腺癌类器官进行体外药敏实验并用以指导临床用药，是类器官重要的临床应用前景。在本研究中作者发现，当乳腺癌类器官高表达HER2时，类器官便对靶向HER治疗敏感，如吉非替尼、阿法替尼；当乳腺癌类器官存在BRCA1/2通路失活时，类器官对PARP抑制剂敏感。作者还把类器官移植到老鼠身上，结果表明在老鼠体内试验药敏结果与类器官体外结果一致。不仅如此，作者还观察了患者临床上的真实药敏情况，结果发现患者对Tamoxifen的反应情况与体外类器官结果一致！

总结
本研究堪称乳腺癌类器官建模的集大成者，拥有目前报道的最多成功样本、系统的基因检测、完善的药敏研究；同时，作者还公布了较为详细的培养方案，并且承诺文中的类器官样本库可以供科研人员免费使用。是不是有点动心呢？

（作者：欧玛干细胞，微信公众号：OmaStem）

Reference:
Norman Sachs, et.al., A Living Biobank of Breast Cancer Organoids Captures Disease Heterogeneity. Cell 2017.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=29224780