新时代研究模型 | 类器官与慢病毒更配哦！

​长期以来研究者都是利用动物模型进行疾病研究以及药物开发，而伴随生命科学的发展，为了获得更接近人体的生理环境及更相似的生理反应，科学家们尝试着复制和重建人类器官——终于，类器官诞生了。

近十年的时间，类器官一度成为CNS核心期刊的座上宾：

2013年，被《Science》杂志列入年度十大技术之一；

2015年，被《MIT Technology Review》杂志评为十大突破技术之一；

2018年，被《Nature Methods》杂志评为2017年度方法；

2019年，被《The New England Journal of Medicine》 杂志评为优良的临床前疾病模型。

类器官被广泛地应用于模拟人类疾病的研究，以迅猛的态势成为了研究热点。尤其是在肿瘤癌症模型中，类器官较其他模型有着很强的优势。尤其结合基因编辑技术，对揭示疾病发生发展的机制、快速评估肿瘤药物以及免疫细胞的治疗效果等方面意义重大。

如何对类器官进行基因编辑呢？小编精心整理了在不同疾病模型中，通过编辑类器官基因进行机制研究的案例，快来看看吧！！！

慢病毒在类器官中的应用

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

IF:41.444 Q1 Molecular Cancer. 2022

• 样本来源：来源于不同的肝细胞癌类器官HCC-227/HCC-12

• 调控方式：LV-Cas9-gRNA（敲除）

• 实验结论：CRISPR切割3个位点联合2种DNA断裂修复抑制剂处理HCC-227能够显著抑制类器官的存活和平均数量。然而，特异性靶向HCC-227的gRNA切割位点对另一个类器官HCC-12没有影响。揭示利用DNA修复抑制剂对突变位点进行特异性基因编辑可显著抑制肿瘤生长。

   

图1 Cas9-gRNA联合DNA损伤修复抑制剂对HCC类器官的作用（PMID: 35974394）

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

IF:38.079 Q1 Cell Discovery. 2022

• 样本来源：患者术后的新鲜胆囊组织，构建两种不同的类器官GBO-819（MUC2⁻REG4⁻）和GBO-831（MUC2⁺REG4⁺），GBO-831代表肠化生类器官。

• 调控方式：LV-GFP/LV-KRAS^G12D-GFP（过表达）

• 实验结论：KRAS^G12D抑制剂能够显著抑制GBO-831-KRAS^G12D表现的胆囊上皮的恶性转化（核质比改变、核异型性及有丝分裂）如图2B，但并未导致GBO-819-KRAS^G12D的恶性转化，如图2A。揭示KRAS信号通路在肠化生性胆囊上皮的肿瘤发生中起关键作用。

图2 携带GFP/ KRAS^G12D的慢病毒转染胆囊类器官（PMID: 36198671）

03  Organoid modelling identifies that DACH1 functions as a tumour promoter in colorectal cancer by modulating BMP signalling（结直肠癌）

IF:11.205 Q1 EBioMedicine. 2020

• 样本来源：从人结肠隐窝，腺瘤和结直肠癌(CRC)样本中分离和培养类器官

• 调控方式：LV-Cas9-gRNA/LV-DACH1（敲除/过表达）

• 实验结论：DACH1的过表达增强了正常结肠隐窝/结直肠腺瘤类器官的球体形成、细胞增殖以及形成率，DACH1过表达的腺瘤类器官面积明显大于对照组。揭示DACH1具有促进干细胞特性的作用。

图3 DACH1促进正常结肠隐窝和结直肠腺瘤类器官的生长（PMID: 32512510）

04  Targeting the splicing factor NONO inhibits GBM progression through GPX1 intron retention（胶质母细胞瘤）

IF:11.600 Q1 Theranostics. 2022

• 样本来源：患者来源的GBM干细胞（P3）转染GFP后生成胶质瘤球体；培养18d大鼠胎脑类器官。将成熟的GBM-脑类器官共培养体外侵袭系统共培养72h后，进行共聚焦显微镜拍摄。

• 调控方式：LV-shNONO/LV-NONO-OE/LV-shNC/LV-NC（干扰/过表达）

• 实验结论：P3-shNONO的肿瘤球对大鼠脑类器官的侵袭能力降低，P3-NONO-OE的肿瘤球侵袭能力增强，对P3肿瘤球中NONO基因的调控可以显著影响其对大鼠脑类器官的侵袭能力。

图4 GBM类器官体外共培养侵袭实验检测（PMID: 35910786）

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

IF:6.208 Q1 International Journal of Molecular Sciences. 2022

• 样本来源：神经球从E13.5d C57BL/6小鼠结肠中分离并在37℃下培养。

• 调控方式：LV-shDOC2A（干扰）

• 感染经验：MOI为80

• 实验结论：DOC2A敲低表现为神经球中神经纤维的连接更加明显。

   

图5 不同神经球组间神经元极性的比较（PMID: 36142117）

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