類器官指實(shí)驗(yàn)室中由組織特異性細(xì)胞培養(yǎng)的三維微細(xì)胞集合體。它們具有模仿原始組織特征的能力，如從腫瘤中提取細(xì)胞，那么他們就可以生長(zhǎng)出具有原始腫瘤特征的癌癥類器官。癌癥的精確治療就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為每位患者制定更好的治療方案，其中最理想的方法就是使用源自患者的癌癥類器官，將藥物對(duì)其產(chǎn)生的作用進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而評(píng)估藥物療效，再將有效的藥物提供給患者。當(dāng)前使用的信息收集方法存在信息有限或器官破壞的缺點(diǎn)。近日，美國(guó)威斯康星大學(xué)及Morgridge 研究所的研究人員開發(fā)出一種無(wú)損癌癥類器官樣品的測(cè)量藥物治療反應(yīng)的新方法。研究的相關(guān)結(jié)果于2021年3月22日發(fā)表在《Journal of Biomedical Optics》期刊上。

該研究擬利用寬場(chǎng)單光子氧化還原成像來(lái)分割和跟蹤單個(gè)患者衍生的癌癥類器官（PCO），以提取藥物治療反應(yīng)的形態(tài)學(xué)和代謝變量。研究人通過(guò)大腸PCO 實(shí)驗(yàn)對(duì)上述設(shè)想進(jìn)行驗(yàn)證，該實(shí)驗(yàn)采用寬場(chǎng)單光子落射式熒光顯微鏡觀察內(nèi)源性熒光團(tuán)煙酰胺二核苷酸（NADH）、煙酰胺二核苷酸磷酸（NADPH）及黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的氧化還原成像，通過(guò)自動(dòng)圖像分析工具跟蹤48 h內(nèi)多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的PCO的變化，捕獲每個(gè)PCO光學(xué)氧化還原比（ORR）、類器官面積等量化的變量，從而監(jiān)測(cè)PCO的代謝狀態(tài)和形態(tài)，以評(píng)估2個(gè)大腸PCO系中的藥物反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示已知的抗癌藥物改變PCO代謝物的氧化還原信號(hào)，從而提示細(xì)胞生長(zhǎng)速率降低。

上述方法可以對(duì)PCO 中的藥物反應(yīng)進(jìn)行非破壞性監(jiān)測(cè)，快速提供藥物在PRO 中活動(dòng)相關(guān)的大量信息，適合用于藥物對(duì)大量類器官有效性的評(píng)價(jià)。