《Scientific Reports》:Patient-derived 3D organotypic co-cultures as a long-term ex vivo model for pleomorphic adenoma of the parotid gland
编辑推荐:
多形性腺瘤是最常见的良性唾液腺肿瘤,最常发生于腮腺。尽管属于良性肿瘤,但它可能复发并可能发生恶性转化,这凸显了对能够随时间保留天然组织特征的实验模型的需求。在本研究中,来自6例原发性组织学良性多形性腺瘤患者的新鲜肿瘤组织被分割为表面积约3×3 mm、厚度约
多形性腺瘤是最常见的良性唾液腺肿瘤,最常发生于腮腺。尽管属于良性肿瘤,但它可能复发并可能发生恶性转化,这凸显了对能够随时间保留天然组织特征的实验模型的需求。在本研究中,来自6例原发性组织学良性多形性腺瘤患者的新鲜肿瘤组织被分割为表面积约3×3 mm、厚度约3 mm的碎片,并在患者来源的三维器官型共培养中维持长达21天。主要纵向分析将基线组织与第14天和第21天收获的匹配碎片进行了比较。在形态学存活、含肿瘤区域内随机选择的三个高倍视野中评估组织学和免疫组织化学;坏死或退变区域被排除。Ki-67阳性细胞核在所有保留时间点均保持在预定义的低类别内。所有病例均保留PLAG1阳性,但在第21天变异更大,而上皮和肌上皮相关标志物显示出标志物依赖性和病例依赖性模式。CD45阳性细胞在取样的存活区室中保持可检测,而SSTR2在基线后普遍降低。这些发现支持3D-OTC平台用于存活组织区室内的纵向组织形态学和选定生物标志物评估。由于未量化整块碎片坏死以及氧气、营养物质或测试化合物的扩散,目前的数据不能确定均匀的全厚度存活率,也不能验证该平台用于治疗反应测试。
## 论文解读文章
### 研究背景与意义
多形性腺瘤(PA)是最常见的良性唾液腺肿瘤,最常发生于腮腺。尽管PA被归类为良性,但由于其可能复发、呈多灶性生长模式,并在部分病例中恶变为癌在多形性腺瘤中,因此具有临床重要性。标准治疗是手术切除,但治疗决策和随访策略需要更好地了解肿瘤生物学,并需要能够在受控条件下测试诊断和治疗概念的转化工具。PA表现出显著的组织学异质性,通常由上皮和肌上皮样肿瘤成分组成,排列成导管样结构、巢和小梁,嵌入不同程度的黏液样至软骨黏液样基质中。这种复杂组织学是PA病理的核心,但也使实验建模复杂化。传统的二维细胞培养系统往往无法保留组织结构、基质背景和分化状态。虽然类器官/肿瘤样培养和切片培养已扩展了唾液腺研究的工具箱,但用于PA的可及且稳健的患者来源离体平台仍然有限。这一差距在转化评估生物标志物稳定性或组织环境中的受体靶点时尤为突出。生长抑素受体2(SSTR
2)是一个有前景的转化方向,研究人员先前已证明SSTR
2可在PA中表达,并可能基于生长抑素类似物的PET/CT成像相关。
### 研究内容与主要结论
研究人员建立了基于成纤维细胞皮肤等效物(DEs)作为标准化支持支架的患者来源三维器官型共培养(3D-OTC)模型,用于腮腺PA研究。研究纳入6例原发性组织学良性PA患者(平均年龄62.2±15.7岁)。新鲜肿瘤组织在切除后30分钟内运送至实验室,手工分割为表面积约3×3 mm、厚度约3 mm的碎片,置于预培养的DEs上培养长达21天。主要纵向分析比较了基线(第0天)与第14天和第21天收获的匹配碎片。研究结果表明,在形态学存活区域内,特征性PA上皮-肌上皮结构和基质特征仍可识别;Ki-67阳性细胞核在所有保留时间点均保持在预定义低类别内;PLAG1在所有病例中均保持可检测但第21天变异增大;SSTR
2在培养后常见降低。该平台支持在存活组织区室内进行PA组织形态学和选定生物标志物的纵向评估,但尚不能验证用于治疗反应测试。论文发表在《Scientific Reports》。
### 关键技术方法
研究使用了以下主要技术方法:患者来源肿瘤组织碎片与基于原代人真皮成纤维细胞(HDFa)构建的皮肤等效物(DEs)共培养;福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织学处理;苏木精-伊红(HE)染色;自动化免疫组织化学(IHC)平台;双盲半定量评分系统。样本队列来自慕尼黑工业大学TUM Klinikum耳鼻咽喉头颈外科接受原发性手术的6例腮腺PA患者。
### 研究结果
**组织形态学与增殖指数**:通过HE染色检查了6例原发肿瘤及对应3D-OTCs第14、21天的组织形态。在选定的形态学存活区域内,特征性上皮-肌上皮结构和基质特征仍可识别。部分3D-OTCs含有局灶性中央退变或坏死样区域,被排除在IHC评分之外。Ki-67 IHC显示平均Ki-67阳性细胞核在基线为0.89±1.07%,第14天为0.56±0.46%,第21天为1.11±1.28%,所有标本在所有保留时间点均保持在低类别内。
**PLAG1免疫反应性**:PLAG1在所有6例基线和第14、21天的匹配碎片中均可检测到。平均PLAG1阳性细胞核在基线为91.00±8.40%,第14天为92.42±3.62%,第21天为75.94±21.14%。PLAG1阳性虽在所有评估病例中保留,但并非每个碎片都维持了均匀的高表达。
**上皮分化和细胞-细胞黏附**:所有6例原发肿瘤基线PanCK评分均为+++。PanCK在第14天所有6例匹配碎片中保持可检测,在第21天6例中5例可检测。E-cadherin膜性免疫反应在所有6例原发肿瘤和第14、21天所有匹配碎片中均可检测到,但个体模式存在病例依赖性。
**肌上皮和间充质细胞群体**:α-SMA染色主要以缺失或低表达为主,病例间变异显著。p63在5/6例的基线和两个保留时间点均可检测到,比α-SMA更稳定。
**驻留CD45阳性细胞**:CD45阳性细胞在所有基线碎片和第14、21天所有匹配碎片中均可检测到。平均百分比从基线5.06%升至第21天14.72%,但较高百分比不一定表示免疫细胞绝对数量增加。
**SSTR2作为PA转化标志物的探索性评估**:5/6例原发肿瘤SSTR
2阳性,而第14天2/6例、第21天3/6例阳性,后期评分普遍低于基线,表明SSTR
2在现有培养条件下未被可靠维持。
### 讨论总结与结论
讨论部分指出,该3D-OTC平台为描述性组织形态学和生物标志物稳定性研究提供了有用模型,但尚不能验证用于药物反应测试。主要局限性包括:队列规模小(n=6)、仅包含原发性组织学良性PA、DEs支架不能重现唾液腺特异性基质、未记录碎片中央-周边来源、评分仅限于三个随机高倍视野、未量化非存活组织分数、未测量扩散动力学、依赖半定量IHC而缺乏正交验证、培养系统无血管化。未来需直接扩散和空间活力测量、唾液腺特异性基质优化、正交检测以及纳入复发PA和癌在多形性腺瘤中。研究结论为:研究人员建立了一个患者来源的3D-OTC平台,能够在长达21天内对存活组织区室中的PA组织形态学和选定生物标志物进行纵向评估;在基线和第14、21天收获的匹配碎片中,特征性PA结构、低Ki-67阳性细胞核分数和PLAG1阳性保持可检测,而上皮、肌上皮相关、CD45和SSTR
2读数显示出标志物、病例和碎片依赖性模式;该平台为存活区室中的描述性组织形态学和生物标志物稳定性研究提供了有用且可辩护的模型,同时也揭示了对表型敏感标志物(如SSTR
2)和治疗反应应用的重要局限性;在更广泛的转化应用之前,需要直接扩散和空间活力测量、唾液腺特异性基质优化、正交检测以及纳入复发PA或癌在多形性腺瘤中。