[發(fā)明專利]一種類器官球體的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910325004.X
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110004111B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬少華;蔣盛威
• 申請（專利權(quán)）人: 清華-伯克利深圳學(xué)院籌備辦公室
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種類器官球體的制備方法，所述制備方法包括：將含細胞的基質(zhì)膠和氟油分別通入到三通裝置中得到細胞球體，經(jīng)過培養(yǎng)后形成類器官球體；本發(fā)明提供的類器官球體的制備方法，利用微流控的方法生成單分散的生物材料類器官，實現(xiàn)了高通量生產(chǎn)，類器官的大小、形狀和結(jié)構(gòu)可控并且均一，相比于2D腫瘤敏感性預(yù)測模型，本發(fā)明制備的類器官結(jié)合了腫瘤微環(huán)境因素預(yù)測結(jié)果更準確；相比于PDX小鼠腫瘤敏感性預(yù)測模型，本發(fā)明的建模周期更短，費用更低；相比于普通的基因測序，本發(fā)明臨床預(yù)測率更高；本發(fā)明提供的類器官的制備方法對于臨床應(yīng)用具有重要意義和價值，為相關(guān)結(jié)果的檢測提供了重要的依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，涉及一種類器官球體的制備方法。

背景技術(shù)

類器官(organoid)是體外三維(3D)培養(yǎng)構(gòu)建出的多細胞團，具有自我更新和自我組織能力，并且維持了其來源組織的生理結(jié)構(gòu)和功能的特點。腫瘤類器官則是來源于腫瘤組織的類器官，是研究腫瘤生物學(xué)新型有力工具。類器官技術(shù)是近十年來發(fā)展最為迅猛的一類體外培養(yǎng)技術(shù)，曾被譽為2013年度最為重要的科學(xué)進展之一。2014年，Lancaster和Knoblich正式對類器官做出了系統(tǒng)科學(xué)的定義，為類器官技術(shù)未來的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

目前類器官培養(yǎng)技術(shù)是將多能胚胎干細胞或者誘導(dǎo)多能干細胞包藏于細胞外基質(zhì)matrigel中，然后在特定細胞因子的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，例如含有表皮細胞生長因子、R-spondin蛋白和頭蛋白足以長期維持小腸的類器官生長，而結(jié)腸來源的類器官需要添加煙酰胺、p38抑制劑SB202190、前列腺素E2和Alk抑制劑A83-01等。進過一段時間培養(yǎng)干細胞會形成器官特異性細胞類型集合并具有器官的某些特定的功能，如分泌，收縮等。目前已培養(yǎng)成功的類器官包括：腦、肺、肝、腎、前列腺、胰腺、結(jié)直腸等。

癌癥一直是影響全球人體健康的最主要的問題，雖然近幾年癌癥的研究和治療取得很多突破性的成果，包括免疫檢查點的發(fā)現(xiàn)，CAR-T免疫療法的誕生。但是隨著越來越多的腫瘤藥物及治療方法的面世，臨床病人可供選擇藥物也越來越多，基于患者的個體化治療越來越受到醫(yī)生和患者的重視。傳統(tǒng)的腫瘤篩選模型主要是2D腫瘤細胞系模型，該模型雖然培養(yǎng)簡單建模速度快，但由于缺乏腫瘤微環(huán)境導(dǎo)致腫瘤基因表達改變，不能很好的反應(yīng)生理情況下腫瘤的生長，因此基于3D培養(yǎng)的腫瘤類器官能夠為腫瘤的研究和治療提供可靠的模型。目前腫瘤類器官的模型大多停留在實驗階段，很難進行高通量的藥物篩選，同時不同大小的類器官在一定程度上影響實驗結(jié)果的準確性。

微流控技術(shù)是一項在微米尺度空間對流體進行操控的技術(shù)，以其高通量、高靈敏度、低消耗等優(yōu)點備受研究者關(guān)注，是一門涉及化學(xué)、流體物理、微電子、新材料、生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程的新興交叉學(xué)科。微流控技術(shù)主要應(yīng)用流體的層流和液滴現(xiàn)象。層流與湍流相對應(yīng)，是指流體的層狀流動，其流線與管壁相互平行。在粘性力遠遠大于慣性力，或雷諾數(shù)小于3000時，層流就會出現(xiàn)。當(dāng)幾相不同顏色的流體從不同的入口進入同一個微通道時，即使它們互溶，也會形成層次分明的多相平行流動。利用層流的這種幾何規(guī)律性，可以實現(xiàn)材料、化學(xué)環(huán)境和細胞在微通道中的有序排布。微流控能夠以非常高的通量制備高度單分散性的液滴乳液。常見的微通道結(jié)構(gòu)為T型和ψ型。在某些情況下，含有不同高分子聚合物的水相液體在微流控通道中也會形成不互溶的液滴。

CN109136185A公開了一種類腦器官器的制備方法和應(yīng)用，具體是提供干細胞在體外分化發(fā)育形成三維結(jié)構(gòu)且具有血管結(jié)構(gòu)的類皮層組織結(jié)構(gòu)(cortical organoid)的方法和培養(yǎng)條件。而且隨著持續(xù)的培養(yǎng)還能夠建立具有神經(jīng)元功能和成熟神經(jīng)環(huán)路連接的3D體系，使其更加接近于大腦皮層從胚胎期神經(jīng)發(fā)生到出生后突觸發(fā)育和功能建立的發(fā)育過程。用此培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的產(chǎn)品可以應(yīng)用于疾病研究和藥物篩選等。