잠재적 표적 식별 및 약물 발견을 위한 인간 간세포 암종 환자 유래 오가노이드 모델의 개발 및 최적화

요약

당사는 오가노이드 배양의 모든 단계를 포괄하는 간세포 암종(HCC) 오가노이드 형성에 대한 기존 프로토콜에 대한 포괄적인 개요와 개선을 제공합니다. 이 시스템은 잠재적인 치료 표적을 식별하고 약물 후보 물질의 효과를 평가하는 데 유용한 모델 역할을 합니다.

초록

간세포 암종(HCC)은 전 세계적으로 매우 유병률이 높고 치명적인 종양이며, 늦은 발견과 효과적인 특이적 치료제의 부족으로 인해 발병 기전 및 치료에 대한 추가 연구가 필요합니다. 오가노이드는 천연 종양 조직과 매우 유사하며 체외에서 배양할 수 있는 새로운 모델로, 최근 몇 년 동안 간암에 대한 오가노이드 모델 개발에 대한 수많은 보고와 함께 상당한 관심을 받고 있습니다. 이 연구에서는 절차를 성공적으로 최적화하고 안정적인 패시에이징 및 배양 조건을 가진 더 큰 크기의 간세포암 오가노이드를 형성할 수 있는 배양 프로토콜을 확립했습니다. 간세포암 조직 해리, 오가노이드 도금, 배양, 패로징, 동결 보존 및 소생술의 전체 과정을 포괄하는 절차의 각 단계를 포괄적으로 설명했으며 이 논문에서 자세한 예방 조치를 제공했습니다. 이러한 오가노이드는 원래 간세포암 조직과 유전적 유사성을 나타내며 종양에 대한 잠재적 치료 표적 식별 및 후속 약물 개발을 포함한 다양한 응용 분야에 활용될 수 있습니다.

서문

간세포암(Hepatocellular carcinoma, HCC)은 널리 퍼져 있고 매우 다양한 종양¹으로, 의학계에서 상당한 주목을 받고 있다. 간세포암에서 계통 가소성과 상당한 이질성의 존재는 다양한 환자에서 유래한 종양 세포와 동일한 환자 내의 뚜렷한 병변이 서로 다른 분자 및 표현형 형질을 나타낼 수 있음을 시사하며, 따라서 혁신적인 치료 접근법의 발전에 만만치 않은 장애물을 제시할 수 있습니다 2,3,4,5 . 결과적으로, 보다 효과적인 치료 전략의 공식화에 정보를 제공하기 위해 간세포암에서 약물 내성의 생물학적 특성과 메커니즘에 대한 이해를 높일 필요가 있습니다.

최근 수십 년 동안 연구자들은 HCC ^3,4를 연구하기 위한 목적으로 체외 모델 개발에 전념해 왔습니다. 일부 발전에도 불구하고 한계는 여전히 남아 있습니다. 이러한 모델에는 세포주, ....

프로토콜

광저우 의과대학 부속 암 병원 및 연구소의 각 환자로부터 인간 생검 조직을 얻었고 환자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다. 이 프로토콜에 사용되는 모든 재료, 시약 및 기기에 대한 자세한 내용은 재료 표를 참조하십시오.

1. 수술 샘플에서 환자 유래 간세포암 오가노이드 확립

참고: 간세포암 오가노이드의 확립은 조직 해리, 오가노이드 도금, 배양, 패징, 동결 보존 및 소생과 같은 다양한 단계를 포함합니다. 조직 해리 과정에는 2시간의 시간이 필요하며 플레이트에 오가노이드를 파종하는 데는 약 40분이 걸립니다. 그 후, HCC 오가노이드의 초기 생성은 HCC 분리 배지를 사용하여 10-14일의 배양 기간을 거칩니다. 만족스러운 밀도에 도달하면 1시간이 필요한 오가노이드 통로가 전도됩니다. 그런 다음 오가노이드의 후속 배양은 7-10일 동안 HCC 확장 배지를 사용하여 유지되며, 이는 오가노이드의 성장 속도와 상태에 따라 달라질 수 있습니다.

1. 조직 해리
   1. 소모품 및 재료 준비
      1. 수술 전에 국소 또는 전신 치료를 받은 적이 없는 환자로부터 1-2cm3의 간세포 조직을 수집합니다....

토론

환자 유래 오가노이드 모델의 주목할 만한 이점 중 하나는 조직 구조와 게놈 지형을 포괄하는 종양의 생물학적 특성을 충실하게 복제할 수 있다는 것입니다. 이러한 모델은 놀라운 수준의 정확도를 보여주며 장기간 배양 기간에도 종양의 이질성과 진행을 효과적으로 반영합니다 ^6,8,9. 이 정교한 오가노이드 배양 프로토콜의 ?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
[Leu15]-gastrin I human	Merck	G9145
1.5 mL Microtubes	Merck	AXYMCT150LC
A8301 (TGFβ inhibitor)	Tocris Bioscience	2939
B27 Supplement (503), minus vitamin A	Thermo Fisher Scientific	12587010
B-27 Supplement (503), serum-free	Thermo Fisher Scientific	17504044
BMP7	Peprotech	120-03P
Cell strainer size 100 μm	Merck	CLS352360
CHIR99021	Merck	SML1046
Collagenase D	Merck	11088858001
Corning Costar Ultra-Low	Merck	CLS3473
Costar 24-well Clear Flat Bottom Ultra-Low Attachment Multiple Well Plates, Individually Wrapped, Sterile	Corning	3473
Costar 6-well Clear Flat Bottom Ultra-Low Attachment Multiple Well Plates, Individually Wrapped, Sterile	Corning	3471
Cultrex Organoid Harvesting Solution	R&D SYSTEMS	3700-100-01	Organoid harvesting solution
Cultrex Reduced Growth Factor BME, Type 2 PathClear (BME)	Merck	3533-005-02
DAPT	Merck	D5942
Dexamethasone	Merck	D4902
DMSO	Merck	C6164
DNaseI	Merck	DN25
Dulbecco's Modified Eagle Medium/Ham's F-12	Thermo Fisher Scientific	12634028	Advanced DMEM/F-12
Earle’s balanced salt solution (EBSS)	Thermo Fisher Scientific	24010043
Forceps	N/A	N/A
Forskolin	Tocris Bioscience	1099
GlutaMAX supplement	Thermo Fisher Scientific	35050061
HEPES, 1 M	Thermo Fisher Scientific	15630080
Leica DM6 B Fluorescence Motorized Microscope	Leica	N/A
N2 supplement (1003)	Thermo Fisher Scientific	17502048
N-acetylcysteine	Merck	A0737-5MG
Nicotinamide	Merck	N0636
Nunc 15 mL Conical Sterile Polypropylene Centrifuge Tubes	Thermo Fisher Scientific	339651
Nunc 50 mL Conical Sterile Polypropylene Centrifuge Tubes	Thermo Fisher Scientific	339653
Penicillin/streptomycin (10,000 U/mL)	Thermo Fisher Scientific	15140122
Recombinant human EGF	Peprotech	AF-100-15
Recombinant human FGF10	Peprotech	100-26
Recombinant human FGF19	Peprotech	100-32
Recombinant human HGF	Peprotech	100-39
Recombinant human Noggin	Peprotech	120-10C
Rho kinase inhibitor Y-27632 dihydrochloride	Merck	Y0503
R-spodin1-conditioned medium	(Broutier et al.)	N/A	Secretion of cell lines
Surgical scissors	N/A	N/A
Surgical specimen of tumor removed from HCC patients	Affiliated Cancer Hospital and Institute of Guangzhou Medical University	N/A
TNFα	Peprotech	315-01A
TrypLE Express Enzyme (1x), no phenol red	Thermo Fisher Scientific	12604013	Trypsin substitute
Wnt-3a-conditioned medium	(Broutier et al.)	N/A	Secretion of cell lines