PDOX 模型构建与表征

类器官是干细胞在体外3D培养环境下进行增殖、分化和自组装所形成的微型器官，具有类似体内组织器官结构和功能特征。患者来源的肿瘤类器官还可以保持肿瘤原有特性和异质性，是生物医学基础研究和药物开发的理想模型。将类器官移植到免疫缺陷小鼠体内形成的类器官异种移植（PDOX）模型，可以在体内进一步验证正常类器官拟生度、肿瘤类器官或修饰过的类器官的成瘤性、以及药物疗效等，从而缩小类器官数据与体内真实组织器官之间的差异，拓展类器官的应用价值。

相较于类器官体外培养而言，PDOX模型构建技术难度更大，对硬件条件要求更高，其成功率与肿瘤恶性程度、类器官活力、动物实验方案及手法等密切相关。

PDOX模型构建技术服务，涵盖从类器官构建、类器官扩增、类器官异种移植方案设计、PDOX模型构建、鉴定分析、药物测试等全流程解决方案，可高效实现PDO+PDOX配对模型的建立，助力研究人员直观基因在肿瘤发生发展过程中的作用，同时也可为药物临床前试验提供更丰富的预测信息，赋能生命医学科学研究和新药研发领域。

 

一、PDOX模型构建的核心优势

 

二、PDOX模型构建流程

1. 患者肿瘤样本获取与处理

• 样本来源：手术切除或活检的新鲜肿瘤组织（避免坏死区域）。

• 预处理：

  • 无菌PBS冲洗，去除血液和坏死组织。

  • 切割成1–3 mm³小块（保留肿瘤基质成分）。

  • 可选：短期培养（<24小时）于含生长因子的培养基（如RPMI-1640 + 10% FBS）。

 

2. 实验动物选择

• 免疫缺陷鼠：

  • NSG（NOD-scid IL2Rγ⁻/⁻）：高度免疫缺陷，支持人源免疫细胞共移植。

  • NOG（NOD/Shi-scid IL2Rγ⁻/⁻）：类似NSG，但更易获得。

  • 裸鼠（BALB/c nude）：T细胞缺陷，成本低，但移植效率较低。

• 动物年龄：6–8周龄，雌性（减少雄性激素干扰）。

 

3. 原位移植手术

(1) 常见肿瘤类型的移植部位与方法

 

(2) 手术关键步骤

• 麻醉：异f烷吸入麻醉（2–3%诱导，1–2%维持）。
• 消毒：术区剃毛，碘伏+酒精消毒。
• 移植操作：
  • 微型手术器械（如眼科剪、镊）暴露靶器官。
  • 植入肿瘤组织块（1–2块/动物），避免血管损伤。
  • 可辅以Matrigel（50%体积比）增强肿瘤定植。
• 术后护理：
  • 保暖（37℃垫板），直至动物苏醒。
  • 镇痛（布托f诺，1 mg/kg，皮下注射，每日1次，持续3天）。
  • 监测体重（每周2次），伤口感染迹象。

 

4. 模型验证与监测

• 成瘤率评估：

  • 影像学：小动物MRI/CT（肺癌、肝癌）或超声（胰腺癌）每周1次，监测肿瘤体积。

  • 生物发光成像（BLI）：若使用荧光标记的肿瘤细胞（如Luciferase），可实时定量肿瘤生长。

• 病理验证：

  • 移植后4–8周取材，H&E染色对比患者原发肿瘤的组织学特征。

  • 免疫组化（IHC）检测标志物（如Ki-67、CD31评估增殖和血管生成）。

• 转移检测：

  • 解剖肺、肝、淋巴结等常见转移灶，进行组织学分析。

 

三、结果案例展示

PDOX模型验证甲状腺类器官功能：研究者首次建立了模拟人甲状腺功能成熟的类器官培养系统，并将人胚胎甲状腺类器官移植到NSG小鼠肾包膜内，验证了移植的甲状腺类器官在体内具有增殖能力，并且能够分泌甲状腺素（T4）。该工作为人甲状腺发育及前瞻性医学研究提供了重要理论和模型基础。

PDOX模型模拟肝母细胞瘤发生及转移：通过操纵人胚肝类器官中的Hippo-YAP信号，建立单基因驱动的人肝母细胞瘤发生模型。将YAP1活化的胚肝类器官在NSG小鼠体内进行原位移植，在肝脏产生肿瘤并出现自发性肺转移，模拟了人肝母细胞瘤发生及转移过程。

 

PDOX模型阐明HILPS功能: HILPS是一种人源特异性IncRNA，研究者发现在低氧培养环境下，多种正常及肿瘤类器官中HILPS表达水平均显著升高。利用结肠癌类器官及其PDOX模型，证明敲低HILPS会抑制结肠癌类器官增殖、克隆形成及PDOX移植瘤生长，揭示了HILPS在调控缺氧响应和肿瘤发生过程中的重要作用。

 

四、PDOX模型的应用场景

1. 个体化药物筛选

• 对移植成功的PDOX模型分组，分别给予患者临床用药或实验性药物（如靶向治疗、免疫治疗）。

• 评价指标：肿瘤体积变化、生存期延长、转移抑制。

2. 肿瘤微环境研究

• 通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析移植后肿瘤与基质的相互作用。

• 评估人源免疫细胞（如PBMC）共移植后的免疫应答。

3. 转移机制探索

• 比较原位移植与皮下移植模型的转移差异（如EMT标志物表达）。

 

五、常见问题与解决方案

六、产品优势

1. 样本不受限

来源于正常组织或肿瘤组织的类器官、基因修饰后的类器官均可进行PDOX模型构建，满足科学研究和药物研发个性化需求。

2. 数据多元化

可提供PDOX模型鉴定金标准检测、基于类器官模型及其配对PDOX模型的体内外联合检测等数据，确保体外数据的准确性和有效性。

3. 样本起始量低

相较于PDX模型，PDOX模型所需原始组织样本起始量更低（小于1cm³），降低了样本获取难度和实验门槛。

4. 构建周期短

经过类器官的体外培养扩增，从获取组织样本到建立PDOX模型的周期大幅缩短，成本更可控。

 

七、应用场景

肿瘤发生发展机制研究、发育生物学研究、生物标志物鉴定、药效评估等。

 

 

 

 

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