癌癥是人類健康面臨的重要難題，其中一個(gè)重要原因是腫瘤細(xì)胞的耐藥性。而耐藥性很大程度上是癌癥異質(zhì)性引起的，即細(xì)胞基因突變產(chǎn)生眾多腫瘤細(xì)胞亞群，這些細(xì)胞亞群擁有多樣化的突變譜及強(qiáng)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(jī)制，需要建立有效的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｄ壳皠?dòng)物或者人類患者的宏觀模型，最接近真實(shí)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(jī)理和因果關(guān)系。因此，建立一種有效的微觀模型勢(shì)在必行。

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

實(shí)驗(yàn)方法：

圖1 貼壁細(xì)胞群落制備（a）實(shí)驗(yàn)流程，熒光標(biāo)記細(xì)胞系制備→用SiJet皮升分液器分液制備細(xì)胞群落→不同時(shí)間段拍攝照片，采集數(shù)據(jù)（b） SiJet皮升細(xì)胞群落制備對(duì)細(xì)胞存活率的影響：control組中的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表至少 10 個(gè)細(xì)胞的平均存活率； SiJet組中，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表一個(gè)細(xì)胞群落

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

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

2.不同的細(xì)胞群落有完全不同的細(xì)胞克隆生長速度，標(biāo)準(zhǔn)差（代表細(xì)胞克隆大小異質(zhì)性）也與群落生長速度相關(guān)。此外，細(xì)胞克隆組成動(dòng)力學(xué)也會(huì)隨著時(shí)間而變化，會(huì)導(dǎo)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(dòng)力學(xué)（a） 在指定時(shí)間點(diǎn)選定菌落的代表性圖像，比例尺：200μm； （b）指定細(xì)胞系菌落的相對(duì)生長。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)第 6 天單個(gè)菌落中的細(xì)胞數(shù)相對(duì)于實(shí)驗(yàn)第一天細(xì)胞數(shù)的倍數(shù)；（c） （b）中細(xì)胞克隆大小的標(biāo)準(zhǔn)偏差，代表克隆生長的異質(zhì)性；（d）選定的單個(gè)克隆中可視化大小隨時(shí)間的變化。同心圓代表時(shí)間，最早的時(shí)間點(diǎn)繪制在每個(gè)圖的核心

3.不同克隆群體的 Herfindahl-Hirschman （H-H） 指數(shù)結(jié)果證明：用SiJet點(diǎn)樣噴頭制備皮升細(xì)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(xì)胞系的克隆動(dòng)力學(xué)差異。

4.用SiJet點(diǎn)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(xì)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(jié)論

SiJet點(diǎn)樣噴頭制備的皮升細(xì)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(gè)單或多克隆細(xì)胞，可對(duì)各類細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的條件進(jìn)行精準(zhǔn)控制，成為未來開展腫瘤細(xì)胞亞群研究的一個(gè)潛在方法。

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