清華新聞網(wǎng)4月29日電 腫瘤模型是腫瘤研究與腫瘤治療評(píng)估的重要工具，也是抗腫瘤藥物研發(fā)的關(guān)鍵限速因素。當(dāng)下熱門的腫瘤類器官模型存在缺乏腫瘤微環(huán)境和批次內(nèi)一致性差等問題。如何快速精準(zhǔn)構(gòu)建具有異質(zhì)性腫瘤微環(huán)境的個(gè)體化腫瘤模型是腫瘤研究與治療領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題。
近日，清華大學(xué)機(jī)械系熊卓/張婷課題組、自動(dòng)化系古槿課題組與來北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院等單位的研究人員組裝成的交叉團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出基于液滴微流控技術(shù)快速精準(zhǔn)構(gòu)建個(gè)體化肺癌類組裝體模型，該模型具有良好的批次內(nèi)一致性，體外重現(xiàn)了個(gè)體化腫瘤的異質(zhì)性和微環(huán)境（包括免疫微環(huán)境），可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)臨床病人藥物的響應(yīng)性（圖1），為腫瘤個(gè)性化治療和藥物精準(zhǔn)篩選提供了一個(gè)新模型，具有重要的轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景。
圖1.個(gè)體化肺癌類組裝體模型
研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了基于微量上樣策略的液滴微流控技術(shù)和具有良好原代細(xì)胞生物相容性的水凝膠材料，解決了多種原代細(xì)胞共培養(yǎng)活性維持的關(guān)鍵問題，通過將肺癌患者來源的肺癌類器官（LCOs）和多種腫瘤微環(huán)境細(xì)胞包埋于水凝膠材料中，經(jīng)流體剪切、光固化成型和快速培養(yǎng)形成類組裝體模型（LCAs）。該技術(shù)可以對(duì)臨床穿刺樣本來源的微量細(xì)胞進(jìn)行精準(zhǔn)上樣控制，類組裝體模型可以直接凍存和復(fù)蘇。
圖2.個(gè)體化類組裝體模型具有異質(zhì)性腫瘤微環(huán)境，可預(yù)測(cè)患者藥物響應(yīng)
研究團(tuán)隊(duì)在分子、細(xì)胞和組織層面全方位證明了類組裝體與對(duì)應(yīng)體內(nèi)腫瘤的相似性（圖2），通過藥物篩選實(shí)驗(yàn)和臨床藥物響應(yīng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了類組裝體可作為藥物精準(zhǔn)篩選和個(gè)性化診療的精準(zhǔn)模型。
4月20日，研究成果以“一種具有異質(zhì)性腫瘤微環(huán)境的患者特異性肺癌集合體模型”（A patient-specific lung cancer assembloid model with heterogeneous tumor microenvironments）為題在《自然·通訊》（Nature Communications）雜志上發(fā)表。
清華大學(xué)機(jī)械系原博士后張艷梅（現(xiàn)為北京市科學(xué)技術(shù)研究院副研究員）、自動(dòng)化系2020級(jí)博士生胡啟帆和北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院副主任醫(yī)師裴宇權(quán)為論文的第一作者。清華大學(xué)機(jī)械系教授熊卓和自動(dòng)化系副教授古槿為論文的通訊作者。清華大學(xué)機(jī)械系和自動(dòng)化系、北京市科學(xué)技術(shù)研究院、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院、解放軍總醫(yī)院和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院的研究人員共同參與研究。研究得到清華大學(xué)-豐田聯(lián)合研究基金、國(guó)家自然科學(xué)-青年基金的支持。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-47737-z
供稿：機(jī)械系
題圖設(shè)計(jì)：李柳依
編輯：李華山
審核：郭玲
