为癌症药理学研究创建匹配的体内/体外患者衍生模型对 PDX 和 PDX 衍生器官

Xiaoxi Xu; Limei Shang; Philip Wang; Jun Zhou; Xuesong Ouyang; Meiling Zheng; Binchen Mao; Likun Zhang; Bonnie Chen; Jingjing Wang; Jing Chen; Wubin Qian; Sheng Guo; Yujun Huang; Qi-Xiang Li

doi:10.3791/61382

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摘要

描述使用患者衍生的异种格拉夫特（PDX）进行体外筛查的方法，从而形成匹配的体内/体外模型对。PDX 肿瘤被机械或酶地收获/加工成小块，然后是 Clevers 的生长肿瘤器官的方法，这些器官是通过、冷冻保存和针对原始 PDX 进行特征的。

摘要

患者衍生的肿瘤异种移植（PDXs）被认为是最具预测性的前科模型，主要被认为是由癌症干细胞（CSC）驱动的常规癌症药物评估。一个大型的PDX库反映了患者群体的多样性，从而能够进行基于人群的临床前试验（"第二阶段类似小鼠的临床试验"）:但是，PDX 具有吞吐量低、成本高、持续时间长的实际局限性。肿瘤器官，也是患者衍生的CSC驱动模型，可以被认为是PDX的体外等价物，克服了某些PDX限制，用于处理大型器官库或化合物库。这项研究描述了一种创建PDX衍生器官（PDXO）的方法，从而产生了体外和体内药理学研究的配对模型。皮下移植的PDX-CR2110肿瘤是从肿瘤携带小鼠身上采集的，当肿瘤达到200-800毫米³时，按照批准的尸检程序，然后切除相邻的非肿瘤组织，分离成小肿瘤片段。小肿瘤碎片被洗净，并通过一个100μm细胞过滤器去除碎片。细胞簇被收集并悬挂在地下室膜提取物（BME）溶液中，并镀在 6 井板中，作为与周围液体介质一起生长的固体液滴，用于 CO₂ 孵化器的生长。在光显微镜下每周监测两次器官生长，并记录摄影，然后每周进行2次或3次液体介质变化。通过机械剪切破坏BME嵌入器官，辅之以添加滴虫素和添加10μM Y-27632，进一步通过（7天后）1:2的比例。器官在离心从BME释放后，在低温管中冷冻保存，用于长期储存，并取样（如DNA、RNA和FFPE块）以作进一步鉴定。

引言

癌症是各种遗传和免疫学疾病的集合。有效治疗的成功开发高度依赖于有效预测临床结果的实验模型。长期以来，大型患者衍生异种移植（PDX）库一直被视为体外系统的转化系统，以测试化疗和/或靶向疗法，因为他们能够重新概括患者肿瘤特征、异质性和患者药物反应^1，从而使II期样小鼠临床试验能够提高临床成功^率。PDX通常被认为是癌症干细胞疾病，具有遗传稳定性，与细胞系衍生的异种移植²形成鲜明对比。在过去的几十年里，世界各地都建立了大量的PDX系列，成为当今癌症药物开发的主力军。这些动物模型虽然应用广泛，转化价值巨大，但内在成本高、耗时、吞吐量低，因此不足以进行大规模筛选。PDX也不适合免疫肿瘤学（IO）测试，由于免疫损害的性质^4。因此，充分利用现有的大型 PDX 库是不切实际的。

最近由汉斯·克莱弗斯实验室5号开创的发现，在大多数上^皮起源⁵的人类器官中，建立了由成人干细胞产生的器官体外培养。这些协议已经进一步完善，使有机体从假定的CSC在人类癌的各种迹象^6，7