综述:肿瘤类器官-免疫共培养模型:探索肿瘤免疫的新视角

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:Cell Death Discovery 6.1

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  这篇综述系统总结了肿瘤类器官(PDO)与免疫细胞共培养模型的最新进展,重点探讨了该技术在模拟肿瘤微环境(TME)、研究免疫逃逸机制及优化免疫治疗(如CAR-T、TILs)中的应用价值,为肿瘤免疫研究提供了创新性实验平台。

  

肿瘤类器官与免疫共培养模型的研究进展

肿瘤类器官:三维仿生的研究利器
肿瘤类器官(PDO)是通过体外三维培养技术构建的微型肿瘤模型,保留了原发肿瘤的遗传和功能特征。其培养依赖细胞外基质(如Matrigel)和生长因子(Wnt3A、EGF等),已应用于结直肠癌、乳腺癌、肝癌等多种实体瘤研究。然而,传统PDO缺乏免疫细胞、血管基质等微环境组分,限制了其对肿瘤-免疫互作的模拟能力。

肿瘤免疫的复杂博弈
肿瘤微环境中,免疫细胞呈现动态双重角色:CD8+ T细胞直接杀伤肿瘤,而调节性T细胞(Treg)通过CXCR3与树突状细胞(DCs)互作抑制免疫应答。免疫检查点分子(PD-1/CTLA-4)的发现推动了免疫治疗革命,但实体瘤中T细胞浸润不足、抗原异质性等仍是挑战。

共培养技术的突破性应用
T淋巴细胞:个性化治疗的试金石
Dijkstra团队将外周血淋巴细胞与错配修复缺陷型结直肠癌类器官共培养,成功富集肿瘤反应性T细胞,并验证其杀伤效能。类似模型在胰腺癌中揭示了癌症相关成纤维细胞(CAFs)的活化机制。

CAR-T细胞:实体瘤攻坚新策略
神经母细胞瘤类器官与CAR-T共培养模拟了T细胞浸润过程,而膀胱癌类器官模型则用于评估靶向MUC1的CAR-T疗效。值得注意的是,EphA3靶向CAR-T在胶质母细胞瘤类器官中展现出显著抗肿瘤活性。

肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的再教育
黑色素瘤类器官与TILs共培养证实,IL-2联合PD-1抗体可增强TILs扩增,而Navitoclax能进一步提升其杀伤效果。宫颈癌类器官生物库的建立为个性化TIL疗法筛选提供了标准化平台。

天然杀伤细胞(NK细胞)的双刃剑特性
乳腺癌类器官实验显示,健康NK细胞能抑制KRT14+癌细胞侵袭,但胰腺癌微环境会诱导NK细胞功能耗竭,表现为IFN-γ分泌减少和IL-10表达升高。

巨噬细胞与树突细胞的调控网络
结直肠癌类器官揭示SIRT1过表达促进M2型巨噬细胞迁移,而胰腺癌模型中发现CCL5-Sp1-AREG信号环调控肿瘤-巨噬细胞串扰。树突细胞在共培养中会发生表型转化,46%的cDC2亚群获得CD14+抑制性特征。

技术挑战与未来方向
当前共培养体系面临基质批次差异(如Matrigel)、免疫细胞来源限制等问题。器官芯片(Organ-on-a-chip)和3D生物打印技术有望提升模型生理相关性。人工智能辅助分析可加速免疫治疗反应预测,如通过单细胞转录组鉴定食管癌中TP53/CDKN2A缺失驱动的免疫逃逸特征。

结论
肿瘤类器官-免疫共培养模型已成为连接基础研究与临床转化的关键桥梁,其持续优化将推动精准免疫治疗时代的到来。

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