?長(zhǎng)期以來研究者都是利用動(dòng)物模型進(jìn)行疾病研究以及藥物開發(fā)，而伴隨生命科學(xué)的發(fā)展，為了獲得更接近人體的生理環(huán)境及更相似的生理反應(yīng)，科學(xué)家們嘗試著復(fù)制和重建人類器官——終于，類器官誕生了。

近十年的時(shí)間，類器官一度成為CNS核心期刊的座上賓：

2013年，被《Science》雜志列入年度十大技術(shù)之一；

2015年，被《MIT Technology Review》雜志評(píng)為十大突破技術(shù)之一；

2018年，被《Nature Methods》雜志評(píng)為2017年度方法；

2019年，被《The New England Journal of Medicine》 雜志評(píng)為優(yōu)良的臨床前疾病模型。

類器官被廣泛地應(yīng)用于模擬人類疾病的研究，以迅猛的態(tài)勢(shì)成為了研究熱點(diǎn)。尤其是在腫瘤癌癥模型中，類器官較其他模型有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。尤其結(jié)合基因編輯技術(shù)，對(duì)揭示疾病發(fā)生發(fā)展的機(jī)制、快速評(píng)估腫瘤藥物以及免疫細(xì)胞的治療效果等方面意義重大。

如何對(duì)類器官進(jìn)行基因編輯呢？小編精心整理了在不同疾病模型中，通過編輯類器官基因進(jìn)行機(jī)制研究的案例，快來看看吧。。

慢病毒在類器官中的應(yīng)用

01  i-CRISPR: a personalized cancer therapy strategy through cutting cancer-specific mutations（肝癌）

IF:41.444 Q1 Molecular Cancer. 2022

• 樣本來源：來源于不同的肝細(xì)胞癌類器官HCC-227/HCC-12

• 調(diào)控方式：LV-Cas9-gRNA（敲除）

• 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：CRISPR切割3個(gè)位點(diǎn)聯(lián)合2種DNA斷裂修復(fù)抑制劑處理HCC-227能夠顯著抑制類器官的存活和平均數(shù)量。然而，特異性靶向HCC-227的gRNA切割位點(diǎn)對(duì)另一個(gè)類器官HCC-12沒有影響。揭示利用DNA修復(fù)抑制劑對(duì)突變位點(diǎn)進(jìn)行特異性基因編輯可顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。

   

圖1 Cas9-gRNA聯(lián)合DNA損傷修復(fù)抑制劑對(duì)HCC類器官的作用（PMID: 35974394）

02  Single-cell dissection of remodeled inflammatory ecosystem in primary and metastatic gallbladder carcinoma（膽囊癌）

IF:38.079 Q1 Cell Discovery. 2022

• 樣本來源：患者術(shù)后的新鮮膽囊組織，構(gòu)建兩種不同的類器官GBO-819（MUC2⁻REG4⁻）和GBO-831（MUC2⁺REG4⁺），GBO-831代表腸化生類器官。

• 調(diào)控方式：LV-GFP/LV-KRAS^G12D-GFP（過表達(dá)）

• 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：KRAS^G12D抑制劑能夠顯著抑制GBO-831-KRAS^G12D表現(xiàn)的膽囊上皮的惡性轉(zhuǎn)化（核質(zhì)比改變、核異型性及有絲分裂）如圖2B，但并未導(dǎo)致GBO-819-KRAS^G12D的惡性轉(zhuǎn)化，如圖2A。揭示KRAS信號(hào)通路在腸化生性膽囊上皮的腫瘤發(fā)生中起關(guān)鍵作用。

圖2 攜帶GFP/ KRAS^G12D的慢病毒轉(zhuǎn)染膽囊類器官（PMID: 36198671）

03  Organoid modelling identifies that DACH1 functions as a tumour promoter in colorectal cancer by modulating BMP signalling（結(jié)直腸癌）

IF:11.205 Q1 EBioMedicine. 2020

• 樣本來源：從人結(jié)腸隱窩，腺瘤和結(jié)直腸癌(CRC)樣本中分離和培養(yǎng)類器官

• 調(diào)控方式：LV-Cas9-gRNA/LV-DACH1（敲除/過表達(dá)）

• 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DACH1的過表達(dá)增強(qiáng)了正常結(jié)腸隱窩/結(jié)直腸腺瘤類器官的球體形成、細(xì)胞增殖以及形成率，DACH1過表達(dá)的腺瘤類器官面積明顯大于對(duì)照組。揭示DACH1具有促進(jìn)干細(xì)胞特性的作用。

圖3 DACH1促進(jìn)正常結(jié)腸隱窩和結(jié)直腸腺瘤類器官的生長(zhǎng)（PMID: 32512510）

04  Targeting the splicing factor NONO inhibits GBM progression through GPX1 intron retention（膠質(zhì)母細(xì)胞瘤）

IF:11.600 Q1 Theranostics. 2022

• 樣本來源：患者來源的GBM干細(xì)胞（P3）轉(zhuǎn)染GFP后生成膠質(zhì)瘤球體；培養(yǎng)18d大鼠胎腦類器官。將成熟的GBM-腦類器官共培養(yǎng)體外侵襲系統(tǒng)共培養(yǎng)72h后，進(jìn)行共聚焦顯微鏡拍攝。

• 調(diào)控方式：LV-shNONO/LV-NONO-OE/LV-shNC/LV-NC（干擾/過表達(dá)）

• 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：P3-shNONO的腫瘤球?qū)Υ笫竽X類器官的侵襲能力降低，P3-NONO-OE的腫瘤球侵襲能力增強(qiáng)，對(duì)P3腫瘤球中NONO基因的調(diào)控可以顯著影響其對(duì)大鼠腦類器官的侵襲能力。

圖4 GBM類器官體外共培養(yǎng)侵襲實(shí)驗(yàn)檢測(cè)（PMID: 35910786）

05  Down-Regulation of Double C2 Domain Alpha Promotes the Formation of Hyperplastic Nerve Fibers in Aganglionic Segments of Hirschsprung’s Disease（神經(jīng)球）

IF:6.208 Q1 International Journal of Molecular Sciences. 2022

• 樣本來源：神經(jīng)球從E13.5d C57BL/6小鼠結(jié)腸中分離并在37℃下培養(yǎng)。

• 調(diào)控方式：LV-shDOC2A（干擾）

• 感染經(jīng)驗(yàn)：MOI為80

• 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DOC2A敲低表現(xiàn)為神經(jīng)球中神經(jīng)纖維的連接更加明顯。

   

圖5 不同神經(jīng)球組間神經(jīng)元極性的比較（PMID: 36142117）

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