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创新突破 | 肝胆肿瘤类器官的多组学特征及个性化药物治疗前景

更新时间:2024-10-23 13:37:51点击次数:1175

随着科技的不断进步,肿瘤研究中的类器官模型正迎来新一轮的突破。近期发表在《Cell Reports MedicineIF=11.7上的研究通过建立患者来源的肝胆肿瘤类器官(PDHOs),成功揭示了多组学层面的基因调控网络,并通过药物基因组学分析探索个性化治疗的新可能性。




1. 肿瘤类器官生物库的建立


研究团队从中国患者的64例肝胆肿瘤样本中成功培养出类器官,这些类器官保留了原发肿瘤的基因、形态和分子特征。在类器官的建立过程中,研究团队采用了一种优化的培养方法,通过将新鲜的肿瘤组织与特定的培养基相结合,促进肿瘤细胞在三维环境中自我组织。这种三维培养系统能够更好地模拟肿瘤的微环境,确保类器官的生长和分化。此外,研究者还加入了多种小分子和生长因子,以提高类器官的成功建立率和维持其生物特性。经过不断优化,当前的类器官建立成功率超过60%,显著高于以往的研究。值得一提的是,建立的肝胆肿瘤类器官不仅在形态上与原发肿瘤高度相似,而且在遗传特征、基因表达模式以及肿瘤微环境的重建上,也展现出一致性。


1:患者源性肝胆肿瘤类器官生物库的建立


2. 多组学分析揭示肝胆肿瘤基因网络


为深入了解肝胆肿瘤的分子机制,研究团队通过全基因组测序(WGS)、转录组测序(RNA-seq)和染色质可及性分析(ATAC-seq)对64条肝胆肿瘤类器官(PDHOs)进行了全面分析。这一多组学方法绘制了肿瘤类器官的基因调控图谱,揭示PDHOs在基因表达、突变频谱和染色质可及性方面与原发肿瘤的一致性。全基因组测序结果显示,PDHOs保留了原发肿瘤的基因组特征,尤其是关键驱动基因TP53CTNNB1的突变频率显著。此外,其他常见肿瘤相关基因如ARID1AAXIN1也显示出相似的突变模式。转录组分析表明,PDHOsRNA表达谱与原发肿瘤高度一致,进一步验证了其作为肿瘤模型的有效性。染色质可及性分析揭示,PDHOs中染色质开放区域与原发肿瘤相似,显示出保留的基因调控模式。这种多组学整合为理解肝胆肿瘤的生物学特性提供了重要依据,尤其是在识别驱动基因方面,为未来个性化靶向治疗奠定了基础。