人脑类器官基因编辑助力致命脑癌治疗研究

日期: 2018年04月26日


    

导读:Inder Verma实验室成功制造出了侵袭性GBM肿瘤模型,这种新模型将加快新药研发,论文发表在4月24日的《Cell Reports》。赛业小编为您推荐“人脑类器官基因编辑助力致命脑癌治疗研究”,详情如下:


多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)是一种极其致命的脑癌,因为你几乎不可能在自然条件下观察到这些脑内肿瘤的形成和运作,动物模型也并非理想研究对象,所以在肿瘤领域有关GBM的研究是一项黑箱挑战,


如今,Salk研究所接受了这项挑战,并向前迈出了重要一步。通过编辑人脑类器官中几个细胞的两个基因,Inder Verma实验室成功制造出了侵袭性GBM肿瘤模型,这种新模型将加快新药研发,论文发表在4月24日的《Cell Reports》。


许多在动物身上起效的药物对人却无效,研究人员已经尝试使用异种移植来克服这个问题,但是这种方法也有局限性,因为缺乏足够人类肿瘤组织,随着时间推移,移植到动物身上的肿瘤很快就会适应它们的新环境。


“小鼠体内环境改变了肿瘤特征,”Salk高级研究助理、文章一作Junko Ogawa说。“所以我们不晓得它是否能模拟患者的癌症原型。”


人脑类器官(human cerebral organoids)是不错的解决方案,它内含神经元等各类脑细胞。Salk实验室用3D结构的培养皿生产这些小组织(直径约4 mm)已经有一段时间了,现在,他们希望将其应用到GBM研究。


他们采用CRISPR-Cas9工具编辑了类器官中几个细胞的HRas和p53两种基因。HRas是促进细胞生长的癌基因(oncogene),p53是肿瘤抑制因子。


“松开刹车,开始踩油门”的类器官在培养皿中变成了肿瘤样结构,具有侵袭性,同时表达几个GBM相关生物标志物。最终,肿瘤细胞取代了最初的正常细胞,接管了整个类器官。它们被连续移植入动物模型后,在新环境中表现得相当积极。


这种方法有个优点:从少数细胞的HRas和p53基因突变开始,类器官逐渐发展为GBM,这种情况很好地模拟了肿瘤在人体内的发展轨迹,而不是像异种移植物一样,一开始就是成千上万个异常细胞。


研究小组为HRa癌基因打上红色荧光标记,当番茄红色细胞接管类器官时,研究人员就可以追踪它们的进度。此外,当类器官肿瘤被移植到小鼠脑内后,它们生长迅速,表现的类似从患者身上切下的肿瘤样本,但是显然类器官更容易获得。

 

人脑类器官基因编辑助力致命脑癌治疗研究


“你可以持续不断地获得肿瘤模型,给它们注射药物,检验药效,”Ogawa说。“我们也可以很容易地测试这种肿瘤侵袭正常脑组织的能力。”


GBM细胞系和人类肿瘤样本都可以改造成这种类器官,这些模型将便于患者的个性化护理。研究人员和临床医生只需利用病人的癌细胞就能制造出类器官模型,虽然它们目前仍缺乏内皮细胞和免疫系统,但是对其他脑转移癌研究来说,这已经是一个进步。


原文检索:Glioblastoma Model Using Human Cerebral Organoids


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