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胰腺癌是消化道常見(jiàn)惡性腫瘤之一，在腫瘤領(lǐng)域有“癌癥”的稱(chēng)號(hào)。據(jù)柳葉刀雜志記載，胰腺癌確診后的五年生存率約為10%，是預(yù)后最差的惡性腫瘤之一。胰腺癌臨床癥狀隱匿且不典型，是診斷和治療都很困難的消化道惡性腫瘤。因此適用于研究胰腺癌生理特性和治療方案的類(lèi)器官模型，作為一種疾病模型和再生醫(yī)學(xué)，在胰腺領(lǐng)域至關(guān)重要，也被越來(lái)越多的科研工作者所關(guān)注并使用。
目前, 類(lèi)器官培養(yǎng)技術(shù)在很多器官(如胃、腸、肝、膽、腦等)中都取得了較好的進(jìn)展。胰腺是人體內(nèi)的一個(gè)既是外分泌腺又是內(nèi)分泌腺的特殊臟器。因此, 胰腺類(lèi)器官技術(shù)的發(fā)展面臨很大的挑戰(zhàn)。
胰腺分為外分泌部和內(nèi)分泌部?jī)刹糠?，外分泌腺由腺泡和腺管（?dǎo)管）組成，內(nèi)分泌腺由胰島組成，外分泌腺是胰腺炎和胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）的起源部位。我們對(duì)人類(lèi)胰腺疾?。ò≒DAC）的起源和進(jìn)展的了解有限，因?yàn)殡m然胰腺導(dǎo)管類(lèi)器官和胰島類(lèi)器官技術(shù)日趨優(yōu)化，但是體外培養(yǎng)中維持人腺泡和導(dǎo)管細(xì)胞存在挑戰(zhàn)，如何構(gòu)建復(fù)合型胰腺類(lèi)器官仍是當(dāng)前研究的難點(diǎn)。
胰腺類(lèi)器官可以由健康的胰腺或胰腺腫瘤產(chǎn)生，并構(gòu)成體外和體內(nèi)模型之間的重要翻譯橋梁。文章報(bào)道了人類(lèi)多能干細(xì)胞對(duì)胰腺導(dǎo)管和腺泡類(lèi)器官的誘導(dǎo)，這些類(lèi)器官具有新生兒外分泌胰腺的特性。我們開(kāi)發(fā)了一種可再生的導(dǎo)管和腺泡類(lèi)器官來(lái)源，用于模擬外分泌發(fā)育和疾病，具體方案和操作如下：
胰腺祖細(xì)胞由研究團(tuán)隊(duì)從Hues-8 細(xì)胞中提取，收集S1+4 d誘導(dǎo)階段的PP2細(xì)胞團(tuán)，并用TrypLE解離成單細(xì)胞。將消化的細(xì)胞以1500 rpm離心5分鐘，然后用含有5%基質(zhì)膠的分化培養(yǎng)基重懸，最終細(xì)胞密度為50000/mL。將細(xì)胞懸液接種在預(yù)涂有基質(zhì)膠的培養(yǎng)板中，每四天更換一次培養(yǎng)基，并補(bǔ)充5%基質(zhì)膠。
對(duì)于導(dǎo)管細(xì)胞誘導(dǎo)，分化（堿性）培養(yǎng)基培養(yǎng)基中含有DMEM，1% Pen-Strep，1% B-27，10 ng/mL FGF-1，50 μg/mL抗壞血酸，1 μM A 83-01，10 ng/mL FGF-10，1 ng/mL EGF。
I 期（第0-4天）導(dǎo)管培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加10 μM Y-27632、50 nM SB939、3 μM IWP-2、25 nM IQ-1、50 nM iCRT14、15 ng FGF-10、10 ng/mL FGF-2、5 ng/mL EGF。
Ⅱ期（第4-8天）導(dǎo)管培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加3 μM IWP-2、25 nM IQ-1、50 nM iCRT14、5 μM Y-27632。
III期（第8-12天）導(dǎo)管培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加3 μM IWP-2、25 nM IQ-1、50 nM iCRT14，0.1 μM XAV-939。
IV期（第12天）導(dǎo)管培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加3 μM IWP-2、5 nM IQ-1、10 nM iCRT14。
圖1.A. 導(dǎo)管樣和腺泡樣類(lèi)器官誘導(dǎo)方案示意圖 B. 16天培養(yǎng)期間類(lèi)器官的相位對(duì)比圖像(n = 3，獨(dú)立培養(yǎng))，比例尺，50毫米
圖2.DUs和ac培養(yǎng)16天胰導(dǎo)管標(biāo)志物SOX9 (A)、HNF1B (B)、CAII (C)、CFTR (D)的RNA表達(dá)。
圖3.免疫熒光檢測(cè)sox9 (E)和CAII(F)無(wú)機(jī)物的表達(dá)
對(duì)于腺泡誘導(dǎo)，堿性培養(yǎng)基含有DMEM，1% Pen-Strep，1% B-27，10 ng/mL FGF-1，50 μg/mL抗壞血酸，1 μM A 83-01，10 ng/mL WNT1。
I 期腺泡（第 0-4 天）培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加10 μM Y-27632、3 μM SKL 2001、50 nM 地塞米松、0.3 μM CHIR-99021、50 nM XMU-MP-1、15 ng/mL WNT1、5 ng/mL FGF-2、1 ng/mL EGF、5 ng/mL FGF-10。
Ⅱ期（第4-8天）腺泡培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加3 μM SKL 2001、200 nM地塞米松、0.1μM LDN193189、50 nM XMU-MP-1。
III期（第8-12天）腺泡培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加3 μM SKL 2001、200 nM地塞米松、0.1 μM LDN193189、1 μM DBZ。
IV期（第12天）腺泡培養(yǎng)基含有堿性培養(yǎng)基，并添加0 .3 μM SKL 2001、25 nM地塞米松、0.1 μM DBZ。
對(duì)于TGF-β處理的實(shí)驗(yàn)，從第83天開(kāi)始從培養(yǎng)基中去除A 83-01。
圖4.DUs和ac培養(yǎng)16天胰腺腺泡標(biāo)記物PTF1A (G)、RBPJL (H)和CPA1 (I)的RNA表達(dá)
圖5.免疫熒光檢測(cè)類(lèi)器官中PTF1A (J)和CPA1 (K)的表達(dá)
化合物信息匯總?cè)缦卤硭?/span>：
| 化合物名稱(chēng) | 貨號(hào) | 規(guī)格 |
| Penicillin-Streptomycin(100×) | 60162ES | 100 mL |
| B-27 supplement without Vitamin A,serum free,50X | 60704ES | 10 mL |
| L-抗壞血酸 | 53614ES | 1 g/5 g |
| Forskolin | 51001ES | 10/50/100 mg |
| Retinoic acid(維甲酸,維A酸) | 53001ES | 100/500 mg/1 g |
| A 83-01 | 53002ES | 1/5/10 mg |
| Y-27632 | 53006ES | 1/5/10 mg |
| CHIR-99021 | 53003ES | 2/5/10 mg |
| Doxycycline (powder) | 60204ES | 1/5/25 g |
| Dexamethasone地塞米松 | 53269ES | 250/500 mg/1 g |
| LDN193189 | 53012ES | 5/10 mg |
| IWP-2 | 53013ES | 5/10/50 mg |
| SKL 2001 | 53542ES | 10/50 mg |
| XAV-939 | 52904ES | 10/25 mg |
| DBZ | 52984ES | 2/5/10/25 mg |
| XMU-MP-1 | 53544ES | 2/5 mg |
| IQ-1 | 53541ES | 10/25 mg |
| iCRT14 | 53552ES | 5/25 mg |
| SB939 (Pracinostat) | 53840ES | 2/5 mg |
| FGF-1 | 91301ES | 10/100/500 μg |
| FGF-10 | 91306ES | 5/100/500 μg |
| FGF-2 | 91330ES | 10/100/500 μg |
| EGF | 92708ES | 100/500 μg |
參考文獻(xiàn)
[1] Huang L, et al. Commitment and oncogene-induced plasticity of human stem cell-derived pancreatic acinar and ductal organoids. Cell Stem Cell. 2021 Jun 3;28(6):1090-1104.e6. doi: 10.1016/j.stem.2021.03.022. Epub 2021 Apr 28. PMID: 33915081; PMCID: PMC8202734.
