癌癥是人類健康面臨的重要難題，其中一個重要原因是腫瘤細胞的耐藥性。而耐藥性很大程度上是癌癥異質性引起的，即細胞基因突變產(chǎn)生眾多腫瘤細胞亞群，這些細胞亞群擁有多樣化的突變譜及強大的持續(xù)增殖和突變能力，因此表現(xiàn)為癌癥治療過程中各種各樣的耐藥現(xiàn)象。

為了研究腫瘤耐藥機制，需要建立有效的實驗模型。目前動物或者人類患者的宏觀模型，最接近真實情況，但外在影響因素較多且難以把控，很難明確真正的效率、作用機理和因果關系。因此，建立一種有效的微觀模型勢在必行。

本文來自阿姆斯特丹大學，于2023年發(fā)表在《scientific reports》雜志。該團隊建立了一套新的分析貼壁 2D 細胞培養(yǎng)物和 3D 類器官培養(yǎng)物中的克隆群體動態(tài)的方法。在未來有望用于腫瘤細胞亞群分化等方面的研究。

實驗方法：

圖1 貼壁細胞群落制備（a）實驗流程，熒光標記細胞系制備→用SiJet皮升分液器分液制備細胞群落→不同時間段拍攝照片，采集數(shù)據(jù)（b） SiJet皮升細胞群落制備對細胞存活率的影響：control組中的每個數(shù)據(jù)點代表至少 10 個細胞的平均存活率； SiJet組中，每個數(shù)據(jù)點代表一個細胞群落

實驗結果：

1.與常規(guī)方法制備的細胞群落相比，SiJet點樣噴頭制備的皮升細胞群落，通過后期優(yōu)化實驗或算法消除，其細胞存活率較高沒有受到噴頭機械性的影響（圖1，b）

2.不同的細胞群落有完全不同的細胞克隆生長速度，標準差（代表細胞克隆大小異質性）也與群落生長速度相關。此外，細胞克隆組成動力學也會隨著時間而變化，會導致顯性克隆出現(xiàn)以及其他克隆的減少或消失。（圖2）

圖2 克隆生長動力學（a） 在指定時間點選定菌落的代表性圖像，比例尺：200μm； （b）指定細胞系菌落的相對生長。每個數(shù)據(jù)點表示實驗第 6 天單個菌落中的細胞數(shù)相對于實驗第一天細胞數(shù)的倍數(shù)；（c） （b）中細胞克隆大小的標準偏差，代表克隆生長的異質性；（d）選定的單個克隆中可視化大小隨時間的變化。同心圓代表時間，最早的時間點繪制在每個圖的核心

3.不同克隆群體的 Herfindahl-Hirschman （H-H） 指數(shù)結果證明：用SiJet點樣噴頭制備皮升細胞群落，追蹤二維菌落的各種克隆特性方面的可行性，揭示了所選四種癌細胞系的克隆動力學差異。

4.用SiJet點樣噴頭制備的類器官與常規(guī)方法培養(yǎng)的類器官在活力、細胞生存率等方面并沒有顯著差異，可作為現(xiàn)有類器官研究的替代方法。

結論

SiJet點樣噴頭制備的皮升細胞群落和類器官，具有體系小，存活率高，通量高，初始僅有數(shù)個單或多克隆細胞，可對各類細胞實驗的條件進行精準控制，成為未來開展腫瘤細胞亞群研究的一個潛在方法。

更多資訊請訪問文獻全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41598-023-42849-w

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