酶解游离乙醇基类器官高效收获液SHOE的开发及其在三维肿瘤模型构建中的应用

这篇研究报道了一种新型酶解游离乙醇基类器官收获液SHOE（Solution to Harvest Organoids Efficiently），可在室温条件下5分钟内高效回收3D培养的肿瘤球体（spheroids）和患者来源类器官（PDO）。相比传统需要4°C长时间孵育的酶解游离方案，SHOE显著提高了细胞回收率（达3.8倍），同时保持类器官形态完整性和后续传代生长能力，为药物开发和个性化医疗提供了更高效的3D模型处理方案。

　　

引言

三维（3D）细胞培养作为药物开发的生理相关模型，其核心挑战在于如何从支持基质中高效回收细胞。传统酶基方法虽能有效消化基质，但存在37°C长时间孵育（20-40分钟）和膜蛋白切割风险；而酶解游离方案又需4°C孵育30-60分钟，可能影响磷酸化等快速生理过程。针对这些局限，研究者开发了SHOE（Solution to Harvest Organoids Efficiently）——一种含15%乙醇、2.5% 1,6-己二醇、甘油和纤维素的复合溶液。

材料与方法

实验采用UWB1.289（卵巢癌）和DLD1（结直肠癌）细胞系构建肿瘤球体，以及两名高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）患者的类器官（CPAT10/39）。通过比较乙醇、多元醇等组分，优化出SHOE配方：1,6-己二醇破坏胶原稳定性，乙醇降低溶液介电常数，甘油和纤维素提供细胞保护。收获效率通过台盼蓝染色和CellTiter-Blue^?活力检测评估，形态学分析采用Incucyte^?实时成像。

结果与讨论

乙醇-己二醇协同效应：15%乙醇+2.5% 1,6-己二醇混合液的细胞回收率（NRFC）比单一组分提高50-330倍，但细胞活力降至约70%。添加5%甘油和0.5%纤维素后，活力恢复至85%以上，同时保持高回收率。

跨基质普适性：在Cultrex^TM、Matrigel^?和VitroGel^?三种基质中，2×SHOE对UWB1.289的回收量均超初始接种量（8×10⁴个），且显著优于商品化收获液（如Corning^? CRS）。对合成基质GrowDex^?同样有效，突破传统酶基方案的局限性。

生物学功能保留：收获后的肿瘤球体在传代中保持原有形态——UWB1.289维持球形，DLD1保留管状结构。CellTiter-Blue^?检测显示连续10天荧光强度增长，证实增殖能力未受损。患者类器官CPAT10/39经1×SHOE处理后，回收细胞达3-4×10⁵个（初始8×10⁴），免疫荧光显示卵巢癌标志物Claudin-3表达与商品化试剂相当。

应用前景与局限

SHOE的快速室温处理特性（1分钟孵育+1分钟涡旋）使其特别适合大规模类器官培养。但机制研究尚未深入，且对稀释基质的适用性待验证。未来需评估其对蛋白质组/转录组的影响，特别是在磷酸化信号通路等精细生物学过程方面的潜在干扰。

这项研究为肿瘤学研究提供了高效工具，其突破性在于：

1. 首次实现室温5分钟完成类器官收获

2. 兼容动物源/合成基质的多平台适用性

3. 保持类器官"粘性"特征下的高回收率（>300%）

4. 通过组分优化平衡效率与细胞活力