A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
يصف البروتوكول الحالي الإنشاء والتحليل النسيجي للنماذج العضوية المريئية التي تمثل مراحل مختلفة من تطور الورم. تمكن هذه الطريقة الباحثين من دراسة التغيرات في التشكل الخلوي والتنظيم المكاني وأنماط التعبير عن العلامات الجزيئية أثناء الانتقال من الأنسجة الطبيعية إلى الأنسجة السرطانية.
ظهرت العضيات كأداة محورية لتعزيز فهم تكوين الأورام وعلاج السرطان. من خلال إنشاء نماذج عضية بشرية تمثل مراحل الورم المختلفة وإجراء التحليلات النسيجية ، من الممكن الحصول على فهم أعمق للتغيرات في التشكل الخلوي ، والهندسة المكانية ، والتعبير عن العلامات الجزيئية الرئيسية مع تقدم الورم. تقدم هذه الدراسة بروتوكولا شاملا لإنشاء واستزراع عضيات الخلايا الحرشفية المريئية. بالإضافة إلى ذلك ، يحدد البروتوكول طرقا لتقييم أنماط التعبير والتنظيم المكاني للجزيئات الحرجة داخل العضيات ، باستخدام تقنيات مثل التثبيت والتضمين والتلطيخ. من خلال هذا البروتوكول ، تم تحديد تغييرات كبيرة في البنية المكانية للخلايا الظهارية الحرشفية للمريء وفي التعبير عن المؤشرات الحيوية المختلفة للورم أثناء تكوين الأورام. يسهل البروتوكول البناء والتحليل النسيجي للعضيات ، مما يمكن الباحثين من التحقيق في الهندسة المكانية والتعديلات الجزيئية للخلايا الظهارية عبر مراحل مختلفة من تكوين الأورام والتدخل العلاجي.
تكوين الأورام هو عملية معقدة ومتعددة المراحل تتميز بالتغيرات الجزيئية والمورفولوجية التدريجية في الخلايا1،2. سرطان الخلايا الحرشفية المريئي (ESCC) ، وهو ورم خبيث منتشر مع تشخيص ضعيف3،4 ، يجسد هذا التقدم التدريجي من خلال أربع مراحل متميزة: الغشاء المخاطي الطبيعي ، والأورام داخل الظهارة منخفضة الدرجة (LGIN) ، والأورام داخل الظهارة عالية الدرجة (HGIN) ، والسرطان الغازي5. خلال هذه المراحل ، تظهر الخلايا الظهارية تغيرات ديناميكية في أنماط التعبير الجزيئي والتنظيم المكاني ، مصحوبة بتغييرات منهجية في مورفولوجيا الأنسجة أثناء تقدمها من الحالة الطبيعية إلى الحالة الخبيثة6،7. على الرغم من التقدم المحرز في فهم التسبب في المرض في ESCC ، فإن الافتقار إلى النماذج التجريبية التي تلخص بأمانة الجوانب المكانية والزمانية لتطور الورم - مع تمكين التحليلات النسيجية والجزيئية المنهجية - قد أعاق الفهم الميكانيكي الأعمق لتطور المرض والتطور العلاجي.
في حين أن خطوط الخلايا السرطانية الخالدة ثنائية الأبعاد قد قدمت مساهمات كبيرة في فهم تكوين الأورام ، إلا أنها محدودة بطبيعتها في تكرار التعقيد البيولوجي والسمات المرضية للأورامالأصلية 8. على الرغم من أن النماذج الحيوانية توفر سياقا في الجسم الحي ، إلا أنها غالبا ما تتنبأ بشكل سيئ بالاستجابات البشرية بسبب الاختلافات الخاصةبالأنواع 9. في المقابل ، ظهرت العضيات كمنصة تحويلية قبل السريرية تحافظ بأمانة على عدم التجانس الخلوي والهندسة المعمارية ووظائف الأنسجة البشرية10،11،12،13. كنماذج قبل سريرية ، تلتقط العضيات خصائص الأورام الأولية بشكل أفضل ، مما يتيح التحقيق التفصيلي للأحداث الجزيئية الرئيسية والتغيرات الخلوية أثناء تطورالورم 14. على سبيل المثال ، Chen et al. استخدم عضيات المريء المشتقة من المريض من مراحل مختلفة من ESCC لتوضيح تفاعلات الخلايا الليفية الظهارية ، مما يتحقق في النهاية من صحة محور إشارات ANXA1-FPR2 كمحرك حاسم للتسبب في ESCC6. وبالمثل ، استخدم Ko et al. عضيات المريء المعدلة وراثيا لتحديد المحددات الجينية الرئيسية التي تقود بدء ESCC والتهرب المناعي ، مما يدل على كيف يمكن للنماذج العضوية أن تلخص بشكل فعال ميزات المرض وتكشف عن أهداف علاجية جديدة15.
تحل المنهجية الحالية المشكلات المهمة في نمذجة سرطان المريء من خلال إنشاء بروتوكول قابل للتكرار لتوليد عضيات ESCC متعددة المراحل تعكس التقدم النسيجي من الظهارة الطبيعية إلى السرطان الغازي. يدمج هذا النظام ظروف الاستزراع المحسنة باستخدام وسيط مكيف L-WRN للحفاظ على جذع الظهارة ، جنبا إلى جنب مع البروتوكولات الموحدة للمعالجة النسيجية وتحليل التألق المناعي متعدد الإرسال (mIF) ، مما يوفر منصة مثالية لتحليل التغيرات المكانية والجزيئية طوليا أثناء تكوين الأورام. بالمقارنة مع التقنيات البديلة مثل الثقافات ثنائية الأبعاد ، تحافظ هذه المنصة العضوية بشكل فريد على بنية الأنسجة ، مما يتيح تصور العلامات الجزيئية المنظمة مكانيا ، بما في ذلك بروتين نقطة التفتيش المناعي PD-L1 (CD274) ، الذي يتوسط التهرب المناعي للورم عن طريق تثبيط استجابات الخلايا التائية16،17،18، وعلامة الانتشار Ki-67. يتيح البروتوكول مرور العضيات من أنسجة المريء الطبيعية وسرطانية ، مما يساعد الباحثين على بناء نموذج عضوي مستمر من الأنسجة الطبيعية إلى الورم19. من خلال تمكين التحليل التفصيلي للتغيرات المكانية والجزيئية أثناء تكوين الأورام ، يوفر هذا البروتوكول للباحثين أداة قوية لفهم الآليات الكامنة وراء تطور السرطان وتطوره ، مما قد يؤدي إلى تحسين الاستراتيجيات العلاجية.
هذه المنهجية مناسبة بشكل خاص للباحثين الذين يحققون في التسرطن الظهاري ، أو تفاعلات البيئة الدقيقة للورم ، أو الاستجابات العلاجية في ESCC والأورام الخبيثة الحرشفية ذات الصلة. يسمح تصميمه المعياري بالتكيف لدراسة العلامات الجزيئية الأخرى أو مسارات الإشارات ، بشرط دمج خطوات التحقق المناسبة. من خلال تقديم منصة موحدة ومرنة ، يهدف هذا البروتوكول إلى تطوير الأبحاث قبل السريرية في بيولوجيا الورم وتسريع ترجمة الرؤى الميكانيكية إلى علاجات مستهدفة.
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لمستشفى السرطان ، الأكاديمية الصينية للعلوم الطبية (الموافقة رقم 20/069-2265 و 22 / 221-3423 و 23 / 305-4047). تم الحصول على عينات من أنسجة المريء من المرضى الذين خضعوا لعملية جراحية أو فحص مبكر لسرطان الخلايا الحرشفية المريئي (ESCC) في مستشفى السرطان بالأكاديمية الصينية للعلوم الطبية بين عامي 2021 و 2024 ، بغرض إنشاء عضيات المريء البشرية. لم يتلق أي من المرضى المشمولين في هذه الدراسة العلاج الكيميائي أو العلاج الإشعاعي قبل جمع العينات. تم الحصول على الموافقة المستنيرة من جميع المشاركين ، وتم استرجاع المعلومات السريرية ذات الصلة من السجلات الطبية. يتم توفير قائمة كاملة بالكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.
1. تحضير العضيات الظهارية للمريء
2. إنشاء العضية المريئية البشرية
3. مرور العضيات
4. التجميد العضوي والتعافي
5. التحليل النسيجي للعضيات
يصف هذا البروتوكول أخذ العينات العضوية والتحليل النسيجي في مراحل مختلفة من تكوين الأورام ESCC (الشكل 1). من خلال أخذ عينات من الغشاء المخاطي للمريء الطبيعي ، والأورام داخل الظهارة منخفضة الدرجة (LGIN) ، والأورام داخل الظهارة عالية الجودة (HGIN) ، والأنسجة السرطا...
يمثل إنشاء العضيات والتحليل النسيجي لها تقدما كبيرا في نمذجة تطور الورم. يوفر البروتوكول مزايا ملحوظة مقارنة بالطرق الحالية لدراسة تكوين الأورام20. على عكس أنظمة زراعة الخلايا ثنائية الأبعاد التقليدية ، تحافظ العضيات على بنية معقدة ثلاثية الأبعاد وعدم تجا?...
ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم أي تضارب مالي أو تضارب في المصالح.
يشكر المؤلفون جميع المرضى والأطباء المشاركين في البحث في مستشفى السرطان والأكاديمية الصينية للعلوم الطبية (CAMS) وكلية الطب الاتحادية في بكين (PUMC). يتم تمويل هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82203156 إلى SZ ) ، والبرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (2023YFC3503200 إلى SZ) ، وصندوق الابتكار التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الطبية للعلوم الطبية (2023-I2M-QJ-002 إلى S.Z.). تم إنشاء الشكل 1 باستخدام BioRender.com.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.22 μm filter | Merck | Cat#SLGPR33RB | |
24-well plate | Corning | Cat#3524 | |
4% Paraformaldehyde | Beyotime | Cat# P0099 | |
70 μm sterile strainer | Falcon | Cat#352350 | |
A83-01 | Tocris Bioscience | Cat# 2939 | |
Advanced DMEM/F12 | Gibco | Cat# 12634028 | |
Agar | Solarbio | Cat# A8190 | |
Anti-Anti (Antibiotic-Antimycotic) | Gibco | Cat# 15240062 | |
B-27 supplement | Gibco | Cat# 17504044 | |
CO2 incubator | Thermo | Cat#371GPCN | |
Collagenase IV | Gibco | Cat# 17104019 | |
Cryostor | STEMCELL | Cat# 07930 | |
DMEM | Corning | Cat# 10-013-CV | |
EGF | Gibco | Cat# PHG0313 | |
Fetal bovine serum | Cell Technologies | Cat# 30070 | |
G-418 | Sigma | Cat# A1720 | |
Gelatin | Solarbio | Cat# G8061 | |
GlutaMAX | Gibco | Cat# 35050061 | |
Growth factor-reduced Matrigel | Corning | Cat# 354230 | |
HE staining kit | Beijing Yili Fine Chemicals Co., Ltd | NA | |
HEPES | Gibco | Cat# 15630080 | |
Histological pen | Zsbio | Cat#ZLI-9305 | |
Hygromycin B | Sigma | Cat# 400050 | |
Immunohistochemical staining kit | ZSGB-BIO | PV-8000 | |
L-WRN | ATCC | CRL-3276; RRID:CVCL_DA06 | |
N-2 supplement | Gibco | Cat# 17502048 | |
Neutral gum | Zsbio | Cat#ZLI-9555 | |
Opal 5-Color Manual IHC Kit | PANOVUE | Cat# 10144100100 | |
PBS | MeilunBio | Cat#MA0015 | |
Rabbit Monoclone anti-PD-L1 | CST | Cat# 13684; RRID:AB_2687655 | |
Rabbit Polyclonal anti-Ki67 | Abcam | Cat# ab16667; RRID:AB_302459 | |
Rabbit Polyclonal anti-KRT6A | Proteintech | Cat# 10590-1-AP; RRID: AB_2134306 | |
Sheep serum | Zsbio | Cat#ZLI-9056 | |
TrypLE Express | Gibco | Cat# 12604021 | |
TrypLE-EDTA | Gibco | Cat#15400-054 | |
Whole slide image scanner | Hamamatsu | Cat#C13210 | |
Y-27632 | Selleck Chemicals | Cat# S1049 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved