腫瘤干細胞與微腫瘤培養技術的介紹
- 簡介
微腫瘤是一種全新的基于患者來源的原代腫瘤細胞體外培養方法（Patient-Derived Tumor-like Cell Clusters，PTC）而建立了腫瘤體外藥敏檢測模型【1】。微腫瘤 PTC 是由腫瘤干細胞、上皮細胞、成纖維細胞、巨噬細胞等多種細胞組成，能夠很好地再現腫瘤組織本身的多細胞微環境與腫瘤上皮細胞的相互作用【2】。
- 技術方法
目前，腫瘤干細胞的常用培養方法主要包括有非粘附培養、支架培養、三維培養、懸滴培養及生物反應器培養等【3】。
非粘附培養：將腫瘤細胞以單細胞懸浮的形式培養在非粘附的培養皿上，利用無血清或低血清的培養基來促進腫瘤干細胞的形成和增殖。這種方法可以選育單個腫瘤干細胞克隆，并適用于體外測定干細胞特性。
支架培養：將腫瘤細胞種植到三維支架（如纖維素支架、蛋白質支架等）上，提供細胞外基質支持和三維空間結構，模擬體內腫瘤的微環境。這種方法可以促進腫瘤干細胞自我更新和多向分化。
三維培養：將腫瘤細胞種植在三維球體或凝膠中，形成立體結構。這種培養方法能夠模擬體內腫瘤組織的結構和功能，提供更逼真的腫瘤微環境。
懸滴培養：將腫瘤細胞以單細胞懸浮的形式滴入培養基中，形成懸滴培養系統。這種方法可以使腫瘤細胞形成球體，提供類似體內的3D環境。
生物反應器培養：利用生物反應器（如旋轉式生物反應器、旋轉殼層生物反應器等）提供動態環境參數，如流體剪切力、氧濃度、pH值等，模擬體內腫瘤的生物物理特性。
2.2微腫瘤的培養方法【4】
在用于微腫瘤培養前，將腫瘤細胞維持在低吸附的細胞培養瓶中。為形成微腫瘤，使用含GlutaMAX添加劑和10% FBS、1X非必需氨基酸、100 U/mL青霉素-鏈霉素以及25 mM HEPES的Gibco DMEM培養基，將細胞以100–5,000個細胞/孔的密度接種到Nunclon Sphera 96孔U形底培養板中（200 μL/孔）。同時，使用含3%甲基纖維素的完全DMEM培養基將細胞接種到未處理培養板中。將培養板以250 x g離心5分鐘。
隨后，將細胞置于37°C和5% CO2環境中培養，每72小時換液，即使用多通道移液器從每孔中移除100μL培養基并補充100 μL新鮮培養基。
- 應用
在臨床相關性方面，研究已證實，癌癥干細胞對化療和放療具有天然的耐藥性。此外，抑制治療或微環境誘導的分化的癌細胞（即非癌癥干細胞）向癌癥干細胞的表型轉化被認為是根除腫瘤的關鍵挑戰。來自美國NIH等機構的4位科學家系統匯總了靶向Notch、WNT、Hedgehog和Hippo通路的療法到目前為止的臨床開發進展。同時，文章還討論了癌癥干細胞與免疫系統之間的相互作用，并概述了靶向癌癥干細胞的新型免疫療法【5】。
3.2癌癥疫苗的開發
來自美國密歇根大學外科助理教授Qiao Li博士及同事從兩類免疫活性的小鼠模式動物中提取腫瘤干細胞，并將其制備成疫苗。實驗研究發現接收該腫瘤干細胞疫苗注射的小鼠CTL細胞能夠在體外殺死腫瘤干細胞【6】。Xu等的研究發現CSC疫苗能夠在接種疫苗的小鼠中顯著激發對自體腫瘤抗原的免疫反應,顯著抑制了腫瘤生長，延長了存活時間，并減少了晚期卵巢癌 組織中的 CSC 計數【7】。
4.參考文獻
【1】Yin S, Xi R, Wu A, Wang S, Li Y, Wang C, Tang L, Xia Y, Yang D, Li J, Ye B, Yu Y, Wang J, Zhang H, Ren F, Zhang Y, Shen D, Wang L, Ying X, Li Z, Bu Z, Ji X, Gao X, Jia Y, Jia Z, Li N, Li Z, Ji JF, Xi JJ. Patient-derived tumor-like cell clusters for drug testing in cancer therapy. Sci Transl Med. 2020 Jun 24;12(549):eaaz1723.
【2】http://oncol.dxy.cn/article/711882
【3】郭德志,張建鵬.腫瘤干細胞培養與分選鑒定的研究進展[J].癌變.畸變.突變, 2023, 35(1):63-66.
【4】https://www.thermofisher.cn/cn/zh/home/life-science/cell-culture/ cell-culture- learning-center/cell-culture-resource-library/cell-culture-transfection-application-notes/harnessing-new-dimensions-research-coming-round-spheroid-culture.html
【5】Clara JA, Monge C, Yang Y, Takebe N. Targeting signalling pathways and the immune microenvironment of cancer stem cells - a clinical update. Nat Rev Clin Oncol. 2020 Apr;17(4):204-232. doi: 10.1038/s41571-019-0293-2. Epub 2019 Dec 2. PMID: 31792354.
【6】Ning N, Pan Q, Zheng F, Teitz-Tennenbaum S, Egenti M, Yet J, Li M, Ginestier C, Wicha MS, Moyer JS, Prince ME, Xu Y, Zhang XL, Huang S, Chang AE, Li Q. Cancer stem cell vaccination confers significant antitumor immunity. Cancer Res. 2012 Apr 1;72(7):1853-64. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-11-1400. PMID: 22473314; PMCID: PMC3320735.
【7】Xu H, Zhao F, Wu D, Zhang Y, Bao X, Shi F, Cai Y, Dou J. Eliciting effective tumor immunity against ovarian cancer by cancer stem cell vaccination. Biomed Pharmacother. 2023 May;161:114547. doi: 10.1016/j.biopha.2023.114547. Epub 2023 Mar 16. PMID: 36933377.
標簽：
腫瘤干細胞 干細胞 細胞
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