Kirkstall Quasi Vivo 類器官培養(yǎng)系統(tǒng)——北京基爾比生物科技有限公司

從研究背景、研究目的、研究方法、關鍵發(fā)現(xiàn)、研究意義與局限性五個方面，以“初學者視角”進行詳細整理。

一、研究背景（為什么要做這項研究？）

1.1 三陰性乳腺癌（TNBC）是什么？

- 定義：ER（雌激素受體）、PR（孕激素受體）、HER2（人表皮生長因子受體2）均為陰性。

- 特點：占乳腺癌10–15%，侵襲性強、異質(zhì)性高、缺乏明確靶點，治療選擇有限。

- 分子分型：包括基底樣型（BL1/BL2）、間質(zhì)型（M）、間質(zhì)干細胞樣型（MSL）、免疫調(diào)節(jié)型（IM）、雄激素受體型（LAR）等。

1.2 研究痛點

- 缺乏精準模型：傳統(tǒng)細胞系和動物模型無法真實模擬患者腫瘤的生物學特性。

- WEE1靶點潛力：WEE1是細胞周期G2/M檢查點的關鍵激酶，高表達與多種癌癥（包括TNBC）預后差相關，但缺乏臨床驗證。

二、研究目的（想解決什么問題？）

1. 建立患者來源的腫瘤模型：

患者來源的類器官（PDO）、患者來源的異種移植模型（PDX）、PDX來源的類器官（PDXO）。

2. 驗證WEE1抑制劑AZD1775的療效：

在PDO、PDXO、PDX中測試AZD1775的抗腫瘤效果。

3. 比較模型一致性：

驗證PDO和PDXO對18種抗癌藥物的反應是否一致。

4. 臨床相關性分析：

將體外藥物反應與患者實際化療效果對比，評估模型預測價值。

三、研究方法（怎么做實驗？）

3.1 樣本來源

- 患者組織：5例TNBC手術標本（首爾國立大學醫(yī)院，倫理批準號：H-2007–204–1145）。

- 動物模型：NSG小鼠（免疫缺陷鼠，用于PDX移植）。

3.2 模型建立

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3.3 藥物篩選

- 藥物清單：18種抗癌藥（包括化療藥、靶向藥、WEE1抑制劑AZD1775）。

- 技術：高通量篩選（HTS）+ CellTiter-Glo® 3D細胞活力檢測。

- 指標：計算IC50（半數(shù)抑制濃度），評估藥物敏感性。

3.4 機制研究

- 分子檢測：

- Western blot：檢測WEE1、p-CDK1、p-γH2AX（DNA損傷標志物）。

- 流式細胞術：細胞周期（G2/M阻滯）、DNA損傷（p-γH2AX陽性細胞）。

- 免疫組化（IHC）：Ki67（增殖）、CK5（基底樣標志物）等。

- 動物實驗：

- AZD1775口服給藥（30 mg/kg，5天給藥/2天停藥，持續(xù)3–4周）。

- 測量腫瘤體積、重量，觀察轉移。

四、關鍵發(fā)現(xiàn)（得到了什么結果？）

4.1 模型成功建立

- PDO/PDX/PDXO均保留原發(fā)腫瘤的病理特征（如CK5、EGFR、ER/PR/HER2陰性）。

- PDX可發(fā)生肺轉移，模擬臨床轉移過程。

4.2 WEE1高表達與預后差相關

- KM-Plotter數(shù)據(jù)庫分析：158例TNBC-BL患者中，WEE1高表達組總生存期（OS）更短（HR=2.17，p=0.039）。

4.3 AZD1775的療效

- 體外實驗：

- PDXO#3（WEE1高表達）對AZD1775最敏感（IC50=1.40 µM）。

- AZD1775誘導G2/M阻滯、DNA損傷（p-γH2AX↑）、凋亡（Caspase 3/7↑）。

- 體內(nèi)實驗：

- PDX#1和#3（WEE1高表達）腫瘤生長顯著受抑（p<0.05），PDX#2（WEE1低表達）無效。

- AZD1775降低p-CDK1和Ki67，增加p-γH2AX。

4.4 PDO與PDXO藥物反應一致性高， 一致性分析（Lin’s CCC）：

- 高一致性藥物：AZD1775（CCC=0.98）、阿霉素（0.97）、依維莫司（0.97）。

- 低一致性藥物：卡鉑（0.16）、卡培他濱（0.03）、Wnt-C59（0.01）。

4.5 臨床相關性

- 患者#1：對紫杉醇耐藥（PDXO#1 IC50>200 µM），與臨床腫瘤進展一致。

- 患者#3：對阿霉素、多西他賽敏感（IC50低），與化療后腫瘤縮小一致。

- 例外：轉移灶對藥物的反應可能與原發(fā)灶不同（如患者#3的轉移灶對后續(xù)藥物耐藥）。

五、研究意義與局限性

5.1 意義

1. 模型價值：

- PDO/PDXO可作為“替身”預測患者藥物反應，減少試錯成本。

- PDX可模擬轉移，用于機制研究。

2. WEE1靶點：

- 高WEE1表達可作為AZD1775療效的預測生物標志物。

- 為TNBC-BL亞型的精準治療提供新策略。

5.2 局限性

- 樣本量?。簝H5例患者，需擴大驗證。

- 模型缺陷：

- PDX缺乏人源免疫微環(huán)境。

- 長期傳代可能導致遺傳漂變（需全外顯子測序驗證）。

- 臨床一致性：部分藥物（如卡鉑）的體外與臨床反應不一致，可能與腫瘤異質(zhì)性或微環(huán)境有關。

六、初學者學習建議

1. 重點掌握：

- 三種模型（PDO、PDX、PDXO）的建立方法和優(yōu)缺點。

- WEE1-AZD1775的作用機制（G2/M阻滯→DNA損傷→凋亡）。

- IC50和CCC在藥物篩選中的應用。

2. 可復現(xiàn)的實驗：

- 類器官培養(yǎng)技術（Matrigel 3D培養(yǎng)）。

- HTS藥物篩選流程（CellTiter-Glo®檢測）。

- 動物實驗設計（給藥方案、腫瘤測量）。

3. 延 伸 閱 讀：

- 中國類器官技術臨床案例

中國基于英國kirkstall類器官技術用于精準醫(yī)療：腫瘤尺寸減小，隨訪未發(fā)現(xiàn)復發(fā)

- WEE1抑制劑臨床試驗（如Keenan et al., Clin Cancer Res 2021）。

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