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​类器官在肿瘤血管生成中的应用

肿瘤血管生成（tumorangiogenesis）是指肿瘤细胞诱导的微血管生长及肿瘤微环境中血液循环建立的过程，对肿瘤的生长、浸润和转移都有重要作用，也是肿瘤研究和抗癌新药研发的热点[1]。


图1：血管生成信号通路（引自CST）


2D血管内皮细胞检测：血管体外评价的方法很多，常见的人脐静脉内皮细胞（HUVEC细胞）增值实验和血管形态检测。血管内皮细胞种植到细胞培养皿中，形成网格管腔状结构，干预这个过程，评价因子或药物对血管内皮细胞增值或者血管2D形态的影响。


图2：2D血管内皮细胞增值和血管形态检测


3D纤维胶珠血管生成检测：纤维（fibrin）胶球基质上观察内皮细胞出芽和管腔形成检测，在3D情况下，血管内皮细胞粘附到纤维球上，在基质胶球上继续培养，通过观察和测量内皮细胞出芽和管腔形成的水平。定性和定量评价因子或药物对血管生成的影响。


图3：3D纤维胶珠血管生成检测


类器官和血管内皮细胞共培养模型：2D血管内皮细胞检测和3D纤维胶球检测，都没有提供肿瘤细胞存在的微环境。科途医学类器官和血管内皮细胞3D共培养模型，在体外将肿瘤类器官和血管内皮细胞共同培养，形成混合培养球体后，转移到基质胶表面，观测内皮细胞出芽和管腔形成。该技术方法利用人源化肿瘤类器官细胞，更接近肿瘤血管生成的生理状态，进一步强化了测试抗肿瘤血管生成疗法及抗血管生成药效评估的平台，更有助于个性化阐明药物相互作用和耐药性的机制。


图4：肿瘤类器官和血管内皮细胞共培养模型


图5：肿瘤类器官和血管内皮细胞共培养评价药物的案例


3D血管生成实验可以达到检测药物对内皮细胞血管生成能力影响的效果。同时通过3D共培养肿瘤细胞和人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)，使外周包裹着血管内皮细胞的肿瘤类器官实现血管新生的过程，在这一过程中维持药物，更能说明药物对肿瘤血管新生的影响。科途医学3D共培养血管生成模型引入肿瘤类球馆模型，弥补了体外内皮细胞与动物模型之间的鸿沟，是鉴定调节人血管生成的基因和药物的强大系统。


参考文献


1. Folkman,J., Tumor angiogenesis: therapeutic implications. The NewEngland journal of medicine, 1971. 285(21): p. 1182-6.

2. Changchien,C.Y., et al., Effect of malignant‐associated pleural effusion onendothelial viability, motility and angiogenesis in lung cancer.Cancer Science, 2020. 111(10): p. 3747-3758.

3. Shekhar,M., J. Werdell, and L. Tait, Interaction with endothelial cells isa prerequisite for branching ductal-alveolar morphogenesis andhyperplasia of preneoplastic human breast epithelial cells:regulation by estrogen. Cancer research, 2000. 60(2): p.439-49.


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