摘要：类器官是干细胞衍生的三维组织培养物，由多种细胞类型组成，这些细胞类型概括了其体内对应物的形态和功能。片上有机装置是具有相互连接的孔和通道的微型芯片「链接」，使用灌注系统和微流体设计，以精确模拟体内细胞所经历的体内生理和机械力。这些技术最近已被用于体外复制器官的

类器官是干细胞衍生的三维组织培养物，由多种细胞类型组成，这些细胞类型概括了其体内对应物的形态和功能。片上有机装置是具有相互连接的孔和通道的微型芯片「链接」，使用灌注系统和微流体设计，以精确模拟体内细胞所经历的体内生理和机械力。这些技术最近已被用于体外复制器官的结构和功能，预计将成为未来动物实验的有前景的替代品。在本研究中，我们设计并制造了一种芯片上器官系统，用于安装受乳腺肿瘤影响的猫的类器官（FMT类器官）和小鼠的正常肠道类器官（MI类器官），并向其灌注抗癌药物。通过测量细胞活力和进行遗传分析，研究了药物灌注对FMT和MI类器官的影响。在用托替尼（10µM）或阿霉素（1µM）灌注48小时后，与非灌注条件相比，FMT类器官的细胞存活率降低。药物灌注后，FMT类器官中p53和Caspase-9等凋亡相关基因的表达显著上调。由于流速和药物渗透的差异，装置分支前后的细胞死亡率差异很大。用托可尼灌注MI类器官也降低了存活率，正如在FMT类器官中观察到的那样；然而，这是由于诱导坏死而不是凋亡。总之，我们建立的多器官芯片系统可用于体外评估抗癌药物的敏感性和副作用，这可能有助于开发癌症患者的个性化药物。

恶性肿瘤是狗和猫最常见的死亡原因。它们占所有猫死亡人数的三分之一，乳腺肿瘤在10-12岁的猫中最为常见。令人惊讶的是，猫的乳腺肿瘤中约有80%是恶性的，有很高的转移倾向，在初步诊断时已经存在淋巴结转移的猫的比例非常高，在20%到42%之间。尽管肿瘤根据大小和转移的存在进行分级，但预后较差，低级别肿瘤的中位生存期约为30个月，高级别肿瘤为8个月。此外，自发性猫乳腺肿瘤（FMT）被认为是人类侵袭性乳腺癌（HBCs）的自然模型，因为它们在人口统计学、流行病学和临床病理学方面都有广泛的相似之处。根据世界卫生组织对乳腺肿瘤的分类标准，HBCs是简单的腺上皮肿瘤。在这种情况下，FMT与HBCs表现出高度相似性，因为在猫中，绝大多数FMT是恶性腺上皮肿瘤。患有乳腺肿瘤的猫通常通过切除乳腺来治疗。由于乳腺通过淋巴管相互连接，复发率很高。如果患者被诊断为复发的高危人群，通常在手术后使用抗癌药物如阿霉素和卡铂进行化疗。在患有乳腺肿瘤的猫身上使用抗癌药物会产生严重的副作用。这些包括胃肠道毒性，如呕吐和厌食；骨髓毒性，如白细胞减少症和血小板减少症；以及心脏毒性和肾毒性，取决于抗癌药物的类型。癌症细胞对抗癌药物的敏感性或耐药性是抗癌治疗中的主要关注点，同时评估体外药物敏感性和副作用是具有挑战性的。

类器官（小型化器官）是干细胞衍生的3D细胞结构，可以自我聚集、更新、分化和概括原始组织或器官的体内形态和功能。类器官在器官发生、药物筛选和疾病建模方面显示出巨大的前景。在之前的研究中，我们建立了从正常和癌组织中培养类器官的方法。片上器官，也称为器官芯片、组织芯片或微生理系统，是一种细胞培养系统，旨在模拟多细胞组织和器官的功能。通过模拟生物体的复杂功能，这些系统可以再现细胞间的相互作用和高级生理功能。最近，使用各种器官芯片设备对各种器官和疾病进行了建模。将患者来源的癌症类器官培养物与芯片上的器官系统相结合，有望开发出更实用的临床模型。

在本研究中，我们从小鼠中产生了FMT类器官和正常肠道类器官（MI类器官），并将其装载到微流体设备上，以研究抗癌药物灌注对FMT类动物生存能力的影响，并评估其对MI类器官的副作用。

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来源：老刘讲科学