胶原生长的类器官会经历不同的发育阶段。开发阶段用颜色条表示,颜色条遵循图1所示的颜色代码。蓝色:发病,橙色:扩张,绿色:增厚,粉色:管腔形成。这里显示的类器官是在胶原蛋白中生长的。a每个发育阶段(n = 66个类器官)用实时共聚焦成像观察到细胞运动模式。细胞核被SiRDNA染色(白色)。比例尺:100µm。从左到右:第4天SUM投影,第7天、第10天、第13天最大值投影。b上图为荧光珠在不同时间点轨迹的时间投影(绿色为最大投影),表示类器官周围的变形场。类器官用白色标出,白色箭头表示珠子运动的方向。 From left to right: Day 4–5, Day 7–8, Day 8–9, Day 13–14. Scale bars: 100 µm. Bottom, corresponding representative squared displacement of a branch tip (solid black) and the motion of beads (dashed green) in front of it, for each development phase. c Immunostainings of Ki67 (green) and DAPI staining (blue) in organoids at different time points. Top scale bars, from left to right: 80 µm first picture, 200 µm second picture, 200 µm for the rest. Bottom (zoom-in of the top row images) scale bars: 50 µm. Confocal slices. d Cell number evolution in organoids, estimated based on maximum projections of DAPI stainings (n = 56 organoids). Blue line indicates the mean tendency. Error bars: 95% confidence interval (CI). e Ratio of Ki67- over DAPI-positive cells (n = 24 organoids). Blue line indicates the median. Error bars: standard deviation. Credit:自然通讯 (2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 32806 - y
慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员开发了一种新的模型系统,可用于精确跟踪胰腺癌细胞的生长步骤和三维排列。它还为测试和开发治疗方法提供了基础。
胰腺癌症 约占德国所有癌症病例的3%。尽管这种类型的癌症相对罕见,但它具有很强的侵袭性,因此在大多数情况下是致命的。德国慕尼黑大学Klinikum rechts der Isar研究转化胰腺癌的教授Maximilian Reichert说:“可能没有其他肿瘤类型如此迫切需要研究了。”“与其他的相反肿瘤类型 比如乳房或结肠直肠癌 在美国,我们既没有有意义的早期检测项目,也没有有效的治疗方法。”
一个跨学科的研究小组由马克西米利安·赖切特和安德烈亚斯·鲍什领导细胞生物物理学 因此,他在都灵工业大学长了一个肿瘤瀑样 来自胰腺的Reichert解释说:“类器官是一种三维细胞培养物,它再现了起源组织的关键特征——在本例中是胰腺癌。”直到现在,瀑样模型 一直都是细胞的球形聚集体。它们反映了组织的分子特征,但到目前为止,未能反映组织结构,而组织结构最终可能对功能至关重要。Reichert说:“我们第一次成功地建立了肿瘤的形态模型,肿瘤由复杂的管状结构组成,这是胰腺癌的特征。”
胶原蛋白促进复杂结构的形成
对于在体外以这种多分支结构生长的细胞来说,它们不仅需要生长所需的营养。它们还必须嵌入基质中,通过细胞分裂和迁移形成结构。都灵工业大学的研究人员使用了一种主要由胶原蛋白组成的基质。Bausch说:“通过这样做,我们改变了细胞生长的基质的力学条件,以允许复杂结构的形成。”“不仅是生物化学条件,而且基质的机械性能也会对生长产生决定性影响。”
对于类器官的形成,胶原的机械可塑性——换句话说,它的重塑能力——是一个重要因素。施加在材料上的力通过细胞生长 造成永久变形——不像纯粹的弹性变形,弹性变形是可逆的。
开发治疗方法的基础
“这种器官系统使我们能够随着时间的推移跟踪胰腺癌的个体生长阶段,比如细胞分裂和移动,以及基因表达模式,”Bausch说。“直到现在,这都是不可能的,因为缺乏一个可访问的系统。”
作为下一步,研究人员已经在研究从人体内生长的类肿瘤器官胰腺癌 细胞。“在此基础上,专门为各种肿瘤 发展阶段可以被识别和测试,”Reichert说。研究的目的是找出对抗特定亚型胰腺癌的治疗方法,从而更有效。
更多信息: S. Randriamanantsoa等,胰腺源性类器官自组织分支的时空动力学,
自然通讯 (2022)。
DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 32806 - y
引用 :模型系统提供了对胰腺肿瘤生长的洞察(2022年,10月6日),检索自2022年10月19日//www.puressens.com/news/2022-10-insight-growth-pancreatic-tumors.html
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