悬浮培养新突破！NPJ Breast Cancer：乳腺类器官助力ER阳性乳腺癌研究

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悬浮培养新突破！NPJ Breast Cancer：乳腺类器官助力ER阳性乳腺癌研究8 T; n9 q' S' O. O, R) O% f3 x( R
来源：生物谷原创 2025-01-04 14:212 A' ~  b. ?( F( f. T+ q% d% z
该研究成功建立了乳腺类器官悬浮培养方法，所培养的类器官形态大而均匀、增殖细胞比例高、能维持上皮细胞谱系保真度，且激素感应细胞可单独培养并保持高纯度和ER表达及响应性。
( k# l- d) y# |9 X% ?在医学领域，乳腺癌的研究一直是科学家们关注的重点与难点。雌激素受体（ER）在乳腺癌的发生和发展中扮演着至关重要的角色，多数乳腺癌为ER阳性。深入理解ER相关机制对攻克乳腺癌至关重要。然而，以往的研究受限于乳腺上皮细胞的培养条件，难以长期维持ER表达和雌激素响应性。: }. F% X1 M% P' p- z# m1 f
近期，发表于NPJ Breast Cancer的一项研究Breast organoid suspension cultures maintain long-term estrogen receptor expression and responsiveness带来了新的突破！
; Z) S4 Z4 W$ B在这项研究中，研究人员开发了一种创新的乳腺类器官悬浮培养方法。这种方法不仅让类器官比传统Matrigel穹顶培养法更大、更均匀，还显著提高了增殖细胞的比例，更重要的是，它能够长时间保持上皮细胞谱系的保真度，并使激素感应细胞（HS细胞）单独培养时仍能保持高纯度和ER表达及响应性。这为研究ER阳性的乳腺癌提供了一个强有力的新工具。% `! L. z& A9 O
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在形态与增殖方面，悬浮培养的乳腺类器官表现出色。它们呈现出规则的球状结构，大小均匀，不再像传统培养方式下的类器官那样大小不一、形态各异。通过EdU标记及流式细胞术、Ki-67免疫荧光染色检测，发现悬浮培养的类器官中增殖细胞比例显著更高，且类器官大小与增殖细胞数量呈正相关，这意味着悬浮培养条件更有利于类器官的生长与增殖。4 c5 j2 ?6 C$ Q+ [* u
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图1. 悬浮培养产生的人类乳腺类器官比Matrigel穹顶培养法产生的类器官更大且更均匀) d& x* _$ W# P3 x! d6 p  X: j! O
在细胞谱系维持上，悬浮培养同样表现出色。利用EpCAM和CD49f抗体的流式细胞术分析显示，基底/肌上皮（BA）细胞、管腔适应性分泌前体（LASP）细胞和激素感应（HS）细胞这三种主要上皮细胞类型在悬浮培养中均得以保留，且多数类器官系中HS细胞比例有所增加。免疫荧光检测进一步证实，三种细胞在单个类器官内呈有序分布，形成类似腺泡的稳定结构，而传统穹顶培养在传代过程中常难以维持这种结构。$ |$ s* q+ Q$ @) I6 h5 n" d
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图2. 悬浮培养的乳腺类器官比Matrigel穹顶培养法培养的类器官含有更高比例的增殖细胞# o1 z5 o1 q5 ?! t' |9 }5 }: B
对于HS细胞的研究更是取得了重要成果。通过FACS技术分离的HS细胞，在悬浮培养中能迅速形成致密结构。经过长时间培养和多次传代，流式细胞术分析表明多数类器官系中HS细胞纯度极高，超过70%的类器官系中HS细胞占比达70%以上，部分甚至超90%。
1 @& U# S$ |( J, w$ I免疫荧光染色显示HS细胞主要表达FOXA1，基本不表达LASP和BA细胞标记物。RNA-seq分析也表明，单独培养的HS细胞与混合培养的HS细胞在基因表达上高度相似，且长期培养后仍稳定维持ER表达与雌激素响应性。% J$ c% ^' U3 r; m$ E" E
在雌激素刺激实验中，对培养超两个月的类器官和HS细胞进行处理后发现，经雌激素和孕酮刺激，ER信号通路相关基因如PR、TFF1、GREB1和WNT4等表达显著改变，添加TGFβ抑制剂后，ER下游基因诱导增强。这充分证明悬浮培养的类器官和HS细胞在长期培养中能维持ER信号通路活性。& a0 V/ p3 j2 V9 C  E8 V1 I, d
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图3. 在悬浮液中培养的类器官和HS细胞可以在雌激素刺激下激活ER信号转导
/ n# p, N1 a, o0 k7 y& ]& [这项研究不仅仅是乳腺癌领域的重大进展，它简化了培养流程，提高了实验可操作性，为大规模研究奠定了基础。更重要的是，它稳定维持ER相关特性的能力，为深入探究ER阳性乳腺癌发病机制提供了有力工具，有望推动乳腺癌早期诊断与精准治疗的发展。未来，这一创新的悬浮培养方法将在乳腺癌研究中发挥重要作用，帮助科学家们揭开更多关于乳腺癌的秘密，为患者带来新的希望。（生物谷Bioon.com）9 B$ `) U. q2 Y1 ~  t) D# r" K
参考文献：
% o* ^3 F, a' m- Q/ z* L9 ~! n$ h+ vChang KC, Silvestri F, Oliphant MUJ, et al. Breast organoid suspension cultures maintain long-term estrogen receptor expression and responsiveness. NPJ Breast Cancer. 2024;10(1):107. Published 2024 Dec 19. doi:10.1038/s41523-024-00714-76 Q" p8 g2 r; z7 U
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