PDXO模型

背景：類器官

• 什麽是類器官？
  類器官 (Organoids) 是一種 3D 的細胞培養物，與人體器官擁有高度相似的組織學特征，並能在體外重現其生理功能。它們能夠實現細胞的增殖分化、自我更新與自組裝，並且可以長期培養，並在培養過程中保持遺傳物質穩定。
  相較於傳統的2D組織培養，類器官模型是一項全新的技術。它的優點包括：
  能夠高度重現原初的健康或疾病髒器的細胞組成、三維結構與生理功能表現特征；適合分子生物學和細胞生物學水平的檢測與編輯手段，以及適配高通量篩選等檢測應用。
  因此，類器官被認為是非常適合研究不同髒器組織的生理變化過程的高級體外模型。另外，與動物模型相比，類器官模型又具備了操作簡便的優點，也更適用於對疾病發生與進展方麵的機理性探索。目前，類器官被廣泛應用於藥物發現、藥物的毒性與安全性測試、精準醫療與轉化醫學研究、疾病進展的激勵性研究等領域。

PDXO模型的優勢

• 病人來源的移植瘤類器官模型(PDXOs)是以來自病人移植腫瘤(PDX)組織為基礎構建而來的體外3D類器官模型。它繼承了PDX模型大部分優點，它能夠在體外實驗條件下，忠實還原病人來源處腫瘤組織的基因遺傳、功能表型以及組織結構等特征，為臨床藥物反應表現的預測提供精準的預測和指導。
  PDXO模型的優勢：
  PDXO為藥物反應預測提供更高的臨床相關性。PDXO是以腫瘤幹細胞為基礎衍生而來的具有三維結構特征的微型組織，因而它能夠忠實地重現原始腫瘤病灶內的基因遺傳、分子生物學和組織病理學特征，並高效展現腫瘤內部的組織架構特征。 通過采用標準化的培養方案與體係， PDXO模型平台具備了極高的擴展性，使其能夠滿足高通量、大規模藥敏篩查需求，並輸出高質量、高信噪比、批次間差異小、可重複性高的數據結果。使用PDXO獲得的體外藥物反應結果，可以準確反應相同PDX模型在體內藥效試驗中對於相同受試藥物的反應與表現，因此在進行PDX體內藥效評價實驗前，可先用PDXO針對候選化合物進行大規模的體外藥敏篩選，節約實驗成本，提高數據準確性，也能更好地實現了體內體外實驗結果的相互驗證。與其他體外模型一樣，PDXO適用於分子和細胞層麵的表征檢測與改造操作。

PDXO模型的應用

• 藥效評價
  PDXO的主要用途將是藥物療效的評價，用於藥物發現與藥理學研究。為了實現這一目標，需要建立一個PDXO的生物信息樣本庫。這個生物信息樣本庫應該涵蓋所有主要的癌症類型，在每個癌症類型下都應該有多個經過充分驗證的PDXO。庫內每個PDXO模型都會進行充分的表征檢測並做相應注釋（PDX對應物也是如此），每個模型的生物信息特征會被提取，用於歸類分組，從而建立該表不同癌症患者群體特征的模型樣本集合。
• 藥物篩選
  目前，PDXO的一個應用場景是在使用PDX模型進行體內藥效評價之前，先使用對應的PDXO對候選化合物進行大規模的體外篩選。因為PDXO能夠重現相同PDX所具有的關鍵特征，從而實現了體外PDXO模型藥效評價結果對於體內PDX模型腫瘤反應的準確預測。這種方式不但可以在短時間內評估大量感興趣的藥物的療效性能，而且產生的數據結果還可以用於優化首選化合物的選擇，同時還可以與後續的體內實驗結果相互印證，從而獲得更加準確可信的評價結果。

hjc黄金城的腫瘤類器官（PDXO）模型構建能力

• 到目前為止，hjc黄金城建立了9種PDX來源的腫瘤類器官（PDXO）模型，其中包括4例人結腸癌、1例胰腺癌、2例胃癌、1例白血病和1例前列腺癌模型。每個成功構建的類器官模型都完成了鼠源成纖維細胞的去除、模型的穩定傳代與凍存。同時，針對每個模型，我們都進行了明場照片的檢測、病理學H&E染色檢測以及全外顯子測序，從而幫助我們有效提取每個模型當中的生物特征，並對此進行歸納聚類。另外，我們完成了針對PDXO模型的藥敏檢測實驗（CTG_3D法），並可以對相應的模型進行其他生物學檢測與改造等實驗操作（如病毒轉染）。

PDXO模型服務案例

• 以一例人結腸癌PDXO為例，對模型的表征包括明場照片、H&E染色與全外顯子測序（WES），測序結果會與對應的PDX模型進行對比，結果證實PDXO 保留了其 PDX 對應物中存在的腫瘤相關突變。在預實驗中，使用Cell Titer Glo (CTG) 3D法和明場拍照獲得的體外藥敏檢測數據顯示，所選PDXO模型對伊立替康（Irinotecan）更敏感，而這一結果在之後的使用相同PDX模型進行的體內藥效實驗中得到印證，體內體外實驗結果一致。
  

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FAQs

• 什麽是PDX模型？

  PDX模型，全稱為Patient Derived Xenograft，即病人來源的異種移植腫瘤模型。它是通過在免疫缺陷小鼠體內移植培養來自癌症患者的部分腫瘤組織構建而成。PDX模型能夠忠實複刻病人體內腫瘤組織的遺傳、表型、分子生物學以及病理組織結構等複雜特征，因而被公認為預測臨床結果較好的體內模型。

• 什麽是PDXO模型？

  PDXO，全稱為Patient-derived xenograft organoid，即病人來源移植瘤類器官模型。PDXO模型是以PDX腫瘤組織為基礎開發而來的體外腫瘤類器官模型。PDXO模型的建立方法與PDO模型（病人來源的腫瘤類器官）構建方法類似，是通過將來源於PDX組織內的腫瘤幹細胞定植嵌入Matrigel當中，在富含定製生長因子的培養基環境中進行3D培養。成功構建的腫瘤類器官組織與和PDX模型一樣，能夠高度複刻病人來源處腫瘤組織的遺傳、表型和組織結構特征，並在體外傳代培養中保持性狀穩定，因而被認為是具臨床相關性的良好體外模型。

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