用于探索胶质母细胞瘤侵袭动力学及治疗的高分化大鼠脑类器官模型的开发

背景：人脑类器官是研究早期大脑发育与神经系统疾病的重要模型。尽管构建类器官的技术不断进步，但它们仍处于发育阶段的结构。因此，当使用人脑类器官研究胶质瘤与宿主相互作用时，肿瘤行为可能受到类器官发育微环境的影响。本研究描述了大鼠脑类器官成熟为完全分化的类器官的过程，并论证了其作为研究胶质母细胞瘤与宿主相互作用模型的价值及其在治疗干预测试中的应用。材料与方法：大鼠脑类器官取自妊娠第18天的胎鼠皮层组织。通过转录组学、蛋白质组学和代谢组学分析确定其分化成熟程度。将其发育轨迹与诱导多能干细胞来源的人脑类器官及大鼠大脑发育过程进行比较。使用5种人源胶质母细胞瘤模型研究肿瘤与大鼠脑类器官的相互作用，包括侵袭参数和治疗干预效应。结果：大鼠脑类器官发育形成具有髓鞘神经元、少突胶质细胞、突触和胶质细胞的有序结构，模拟了大鼠大脑的发育过程。胶质母细胞瘤在大鼠脑类器官中的侵袭模式与原位异种移植模型观察结果一致，能够实时评估侵袭指标：细胞异质性、单细胞侵袭速度和肿瘤进展。类器官对胶质母细胞瘤转录活性具有显著影响，可用于研究治疗干预措施。大鼠脑类器官的分化状态影响胶质母细胞瘤的侵袭能力。结论：大鼠脑类器官可作为研究胶质母细胞瘤侵袭参数和评估治疗干预效果的有效靶向脑组织结构。其快速发育为成熟脑组织的特性使其成为研究肿瘤-宿主相互作用的重要脑替代系统。