Nature：新型“迷你结肠”类器官，在时空分辨率下研究癌症发生

洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Spatiotemporally resolved colorectal oncogenesis in mini-colons ex vivo 的研究论文。

该研究开发了一种能够真实再现结直肠癌发生的类器官模型——迷你结肠（mini-colon）。这些类器官能够长时间培养且可在单细胞分辨率下进行数周的实时追踪，或能用于研究与肿瘤生长有关的复杂过程，有望推动癌症治疗手段的开发。

在这项研究中，研究团队开发了拓扑生物学复杂的微型结肠（mini-colon），通过集成微制造技术、光遗传学和组织工程方法，能够在体外完成结直肠肿瘤发生过程。这些类器官具有以下特点：1）培养时间较长，在数周时间里无需传代破坏培养；2）以稳定和解剖相关的拓扑结构再现干细胞分化的细胞模式轴；3）易于突变和时空控制追踪；4）创建了一个生物力学动态系统，允许肿瘤出现的同时保留周围健康组织的完整性。这些特征允许生物复杂性肿瘤的体外发生，并提供了一种高分辨率系统，可用于分析协调癌症起始的分子因素，从而弥合了体外和体内模型之间的差距。

这些类器官在蓝光照射下指导癌基因激活，在预先确定的位置发展出癌性肿瘤，研究团队随后可在不破坏培养的情况下对这些肿瘤进行数周的单细胞分辨率的实时追踪。这些癌细胞被证明和取自小鼠的细胞能以相同效率和病理变化发展出肿瘤，提示它们是动物结直肠癌发生的代表性模型。研究团队推断，这些模型将帮助开发和发现基因靶标和肿瘤抑制药物，比当前的细胞培养物更能完整再现癌症进展。

时空调节的微型结肠的从头肿瘤发生

这项新技术为结直肠癌研究提供了一个灵活的高分辨系统，可以模拟之前只能用动物模型观测的复杂过程。这项技术在调整后或能用于研究其他癌症类型，为在体外进行癌症起始研究铺平了道路。