就是BRAF基因第15号外显子上第600位的氨基酸由缬氨酸（简称为V）突变为了谷氨酸（简称为E），带由这一突变的肿瘤患者对达拉菲尼、维罗非尼这一类的靶向药物敏感。
BRAF 基因突变与消化道肿瘤
【关键词】 BRAF 基因
［关键词］BRAF 基因；基因突变；消化道肿瘤；文献综述
［中图分类号］Q754; R735
近年来，BRAF 基因在肿瘤中的作用越来越受到重视。BRAF 基因编码一种丝/苏氨酸特异性激酶(a serine/theroninespecific kinases) ，是RAS/RAF/MEK/ERK/MAPK通路(MEK: mitogen/extracellular signalregulated kinase； ERK: extracellular signalregulated kinase； MAPK: mitogenactivated protein kinase) 重要的转导因子，参与调控细胞内多种生物学事件，如细胞生长、分化和凋亡等［1］。因此，在以往的研究中，人们对RAF 蛋白功能的关注多集中在将其作为RAS 蛋白关键的效应分子来研究。1988年，Ikawa 等发现该基因能诱导禽原代细胞增殖和NIH3T3细胞的转化，首次确定其为一种癌基因［2］。2002年，Davies 等发现，约66%恶性黑色素瘤和15％的结肠癌中BRAF 基因存在体细胞错义突变［3］。这个令人振奋的发现第一次使人们意识到，在人类肿瘤的发生和发展过程中，BRAF 蛋白可能独立于RAS 蛋白而发挥作用［4］。此后，BRAF 基因引起了人们极大的关注与重视，尤其是该基因的生物学行为和临床意义更是成为研究热点。
1 BRAF 的结构与激活
BRAF 基因是RAF 家族的成员之一，RAF 家族还包括ARAF 和RAF1(CRAF)基因。
BRAF 基因位于7q34，长约190kb ，转录mRNA 长2.5kb ，编码783氨基酸的蛋白，相对分子质量为94000~95000［5］。BRAF 蛋白由783个氨基酸组成，功能上从N 端到C 端为RAS 结合区、富半胱氨酸区(Cys)、甘氨酸环(Gloop)和激活区。在绝大多数组织和细胞类型中，BRAF 是MEK/ERK最为关键的激活因子［68］。它主要有CR1、CR2和CR33个保守区。其中CR1区含RBD 区(ras banding domain ，为RAS 蛋白结合区) 和富含半胱氨酸区(Cys)；CR3区为激酶结构域，含甘氨酸环(Gloop)，为A TP 结合位点和激活区，该区T598和S601两个位点的磷酸化对BRAF 蛋白的激活至关重要。BRAF 蛋白的主要磷酸化位点为S364、S428、T439、T598和S601。BRAF 蛋白的完全活化需要T598和S601两个位点的磷酸化，这两个位点氨基酸的置换将导致激酶持续性激活。此外，该两个位点的磷酸化对于ERK 的BRAF 诱导性激活以及NIH3T3的转化亦很重要［9］。
2 BRAF 突变的类型
研究表明，在多种人类恶性肿瘤中，如恶性黑色素瘤、结直肠癌、肺癌、甲状腺癌、肝癌及胰腺癌等均存在不同比例的BRAF 突变。BRAF 突变主要有两种类型：1.11%位于exon11上的甘氨酸环，如G463、G465、G468等的点突变；2.89％的突变发生在exon15上的激活区，其中约92％位于第1799核苷酸上，T 突变为A(T1799A以前认为是T1796A) ，导致其编码的谷氨酸由缬氨酸取代(V600E以前被认为是V599E) 。此外，仅不到1％的癌组织同时存在BRAF 突变与RAS 突变，且在这1％中，BRAF 突变几乎均为非V600E 突变。以上两种类型的突变均能使BRAF 激酶活性及NIH3T3细胞转化能力提高，但以后者更为重要。
V600E 突变能模拟T598和S601两个位点的磷酸化作用，使BRAF 蛋白激活［3］。
3 BRAF 突变性激活的生物学效应
BRAF 蛋白激活后导致MEK/ERK的激活，通过转录物或非转录物的方式影响肿瘤进展：在胞浆，ERK 能磷酸化并激活p90RSKs ，继而通过使凋亡诱导因子BRD 失活或激活CREB(cAMP response elementbinding protein，一种能诱导与细胞生存有关基因表达的转录因子) 而影响细胞凋亡［10］。激活的ERK 还能影响肌球蛋白轻链激酶(MLCK)活性，导致组织侵袭和转移。激活的ERK 转位到胞核后能够影响多种恶性肿瘤相关基因的表达：Cyline D 表达增加使细胞生长能自我满足；原凋亡蛋白Bim 家族表达下降使细胞凋亡减少；VEGF(vascular and endothelial growth factor)表达增加促进血管生成；cmyc 表达增加使细胞对抗生长信号不敏感；β3整合素表达增加促进组织侵袭和转移；ERK 还能诱导mdm2的表达，后者能够抑制P53活性。
BRAF 激活后依次激活MEK 和ERK ，ERK 活性增加对黑色素瘤细胞的生物学效应已基本清楚，包括促进细胞增殖和侵袭、改变整合素的表达、降低E 钙黏素表达以及增加基质金属蛋白酶(MMP)分泌［11］，采用RNA 干扰(RNAi)技术抑制BRAFV600E 的表达，能够有效降低MAPK 活性，抑制细胞生长和促进凋亡［12］。将突变的BRAF 基因转染到黑色素细胞中，能使其表型发生恶性转化，将该细胞株接种到裸鼠体内，发现其呈侵袭性生长，并导致肿瘤形成［13］。体内和体外试验均证实，人黑色素瘤细胞株对特异性MEK 激酶抑制剂普遍敏感［14］，针对由BRAF 突变引起的下游信号通路的激活，采用特异性MEK 激酶抑制剂阻断该通路，能够有效抑制鼠恶性黑色素瘤的肺转移，并能使已产生的肺转移灶缩小甚至消失［15］。Houben 等［16］的研究还发现，BRAF 的突变状态与恶性黑色素瘤的预后有关，存在BRAF 突变者预后不良。这些都表明BRAF 突变对于肿瘤的发生、发展有关键性作用，是潜在的诊断标记和治疗靶点。
4 BRAF 突变与消化道肿瘤
近两年来，BRAF 突变与消化道肿瘤关系渐受关注，其中以结直肠癌(CRC)研究最为广泛。现有文献表明，多数消化道肿瘤中均存在不同频率的BRAF 基因突变。除突变类型外，较为一致的是，在同一肿瘤中，BRAF 和Kras 突变具有互相排斥的性质，两者突变从不同时出现，可能是相互独立的遗传事件［1720］。
4.1 结直肠癌
多数报道CRC 中BRAF 突变率在15％左右，且90％以上为V600E 突变，并与Kras 突变负相关［2122］。Nagasaka 等［20］发现9％(21/234)的CRC 存在BRAFV600E 突变，31％(72/234)的CRC 存在Kras 突变，且同一肿瘤中两者从不同时存在。而Ikenoue 等［1,23］认为，在结直肠癌中，BRAFV600E 突变能提高ERK 、NFκB活性和NIH3T3转化能力，但Gloop 区的点突变及D593V 、G595R 等突变则降低激酶活性，对NFκB活性和NIH3T3转化能力无影响。
通常认为CRC 按腺瘤―腺癌的顺序演变而来，但越来越多研究表明可能存在另一条途径，即由齿状息肉包括HP 、MP 、SA 等演变而来。Kambara 等［24］研究发现，在无蒂齿
状腺瘤(SSA)和混合性息肉(MP)中，BRAF 突变较齿状腺瘤(SA)、增生性息肉(HP)和腺瘤(AD)频发；高CpG 岛甲基化表型(CIMP)的齿状息肉和CRC 较CIMP 低或阴性的齿状息肉和CRC 常见。他们认为高度微卫星不稳定(MSIH)的散发性CRC 可能起源于SSA 而非AD 。Chan 等［25］报道，36％(18/50)的HP 、20%(2/10)的MP 、100%(9/9)的SA 存在BRAF 突变，90%(26/29)为V600E 突变。他们推测，HP 向SA 演进可能与BRAF 获得性突变有关，CRC 可能循HPSA 腺癌演变而来。
此外，Yuen 等［17］研究还发现，BRAF 突变与结直肠癌分期显著相关(Dukes’A、B 期>C、D 期) ，且具有统计学差异，但与性别、年龄、肿瘤分化状态、部位无关。
4.2 胰腺癌
最近的两项研究发现，在胰腺癌临床标本和胰腺癌细胞株COLO357中均能检测到BRAF V600E突变［2627］。Calhoun 等［27］检测了9例Kras 野生型的胰腺癌组织，发现3例含有BRAF V600E突变，突变率为33%(3/9)，而在74例含Kras 突变的胰腺癌组织中则未检测到BRAF 突变，且在BRAF 和Kras 均为野生型的胰腺癌组织中均未发现其信号通路成员MEK 、ERK 、RAP1B 等的突变。
4.3 胃癌
在胃癌的发生、发展过程中，BRAF 突变是稀有事件。Wu 等［28］检测了16例胃癌细胞株和62例胃癌组织标本BRAF 和Kras 的突变情况，发现无一例细胞株存在BRAF 突变，仅1例胃癌组织存在BRAFV600E ，而31％的细胞株及1.6%的组织标本存在Kras 突变。 Oliveira 等［19］发现，124例微卫星稳定性(MMS)胃癌仅1例存在V600E 突变。37例MSI 胃癌无一例突变，但Kras 突变频率较高，提示BRAF 突变可能与胃癌的发生无关，而Kras 突变可能与伴DNA 错配修复(MMR)缺陷的胃癌的发生有关。
4.3 其它
在其它类型的消化道肿瘤方面，Tannapfel 等［29］认为BRAF 突变在胆管癌(CC)中较常见，而在肝细胞癌(HCC)中少见，CC 中BRAF 和KRAS 的突变率分别为22％(15/69)和45％(31/69)，且两种突变不同时出现在同一CC 中。而25例HCC 均未检测到RAF 和Kras 突变。Blaker 等［30］发现在21例散发性小肠腺癌中13例存在突变，12例为Kras 突变，1例为BRAF 突变，他们认为在小肠癌的发生发展过程中，RASRAFMEKERKMAPK 通路的激活常由Kras 突变引起，偶由BRAF 突变引起。Perren 等［31］检测了130例胰腺、胃肠道、肺等内分泌肿瘤中BRAF 的突变情况，发现47％的乳头状甲状腺癌、1例分化良好的胃肠道内分泌癌存在V600E 突变，而其它肿瘤中则未发现。
5 结束语
如前所述，BRAF 突变状态与多种肿瘤的发生、发展及临床结局有关，可能是一种新的恶性肿瘤相关基因、一个新的基因治疗靶点。就消化道肿瘤而言，虽然现有研究证实存在不同频率的BRAF 突变，但由于对BRAF 突变的研究只有短短几年时间，尚缺乏大规模、系统而深入的研究，仍然有很多问题需要进一步阐明。例如BRAF 突变率和突变类型究竟怎样；BRAF 获得性突变是否发生在肿瘤进展过程的早期阶段，究竟是否具有确切的病理学意
义，是否是良性肿瘤恶变的先兆；BRAF 突变的生物学效应及其分子机制，其与消化道肿瘤发生和发展的关系；除V600E 突变外，其它类型的突变是否具有相应的生物学效应；在细胞周期调控过程中，是否象其它癌基因一样，需要“二次打击”；能否通过干预BRAF 突变来治疗消化道肿瘤等这些问题仍有待进一步论证。但BRAF 作为一种癌基因，BRAF 蛋白作为一种重要的信号转导分子，在细胞内参与广泛的细胞事件，其重要性是无疑的。对BRAF 突变研究的深入，必将丰富现有对恶性肿瘤分子机制的认识，可望为阐明消化道恶性肿瘤致病的分子机制，寻找新的治疗途径与靶点提供思路，为有效干预消化道肿瘤、降低患者死亡率提供理论依据。
移植。它本身就是肿瘤细胞株。
没问题的，我们可以帮你发药理学(pharmacology)是研究药物与机体（含病原体）相互作用及其规律和作用机制的一门学科。药理学pharmacology主要指研究有关使用化学物质治疗疾病时引起机体机能变化机制的学问。德国人施米德贝尔（O．schmiedeberg，1838—1921）首创的实验药理学成为近代药理学的基础。药物同毒物有时也难于严密区分，药理学实际上也以毒物为研究对象，因此把药理学中特别关于医药治疗方面的应用作为药物学（原意为药饵学），与以毒物为对象的毒物学（toxicology）相区别。药理学的学科任务是要为阐明药物作用及作用机制、改善药物质量、提高药物疗效、防治不良反应提供理论依据；研究开发新药、发现药物新用途并为探索细胞生理生化及病理过程提供实验资料。药理学的方法是实验性的，即在严格控制的条件下观察药物对机体或其组成部分的作用规律并分析其客观作用原理。近年来逐渐发展而设立的临床药理学是以临床病人为研究和服务对象的应用科学，其任务是将药理学基本理论转化为临床用药技术， 即将药理效应转化为实际疗效，是基础药理学的后继部分。学习药理学的主要目的是要理解药物有什么作用、作用机制及如何充分发挥其临床疗效，要理论联系实际了解药物在发挥疗效过程中的因果关系。药理学药理学三大任务，或者是三大范畴：第一，药理是医学院校必修的一门课，指导临床用药。第二，评价药物疗效以及在经济上面和其他方面有些什么不同。第三，药理学是生命科学的重要组成部分
p53基因，参与调控细胞周期、DNA修复、细胞凋亡以及细胞代谢通路等。是第一个被发现肿瘤抑制因子，也是最著名的抑癌基因，人类肿瘤细胞中最常见的突变基因，超过一半的癌症中发现存在p53基因突变。癌细胞通常会表现出代谢过程的增加以满足其快速分裂增殖的能量需求。肿瘤细胞中代谢的增加会带来大量的副产物——氨，然而，目前还不清楚尚肿瘤细胞如何处理过量的氨以及氨积累可能导致的结果。 2019年3月6日，清华大学生命科学学院江鹏研究员作为通讯作者在 Nature 杂志发表题为：p53 regulation of ammonia metabolism through urea cycle controls polyamine biosynthesis 的研究论文。 该研究首次将p53与尿素循环和氨代谢联系起来，并进一步揭示了氨在控制多胺生物合成和细胞增殖中的作用。发现并证实著名抑癌基因 p53 通过抑制尿素循环来调节氨代谢，从而抑制肿瘤的生长。 尿素循环（urea cycle）用于消除由人体内蛋白质分解或含氮化合物合成产生的过量氮和氨。尿素循环酶还操纵某些类型肿瘤中的核苷酸代谢。 三种尿素循环基因CPS1、OTC和ARG1的mRNA的表达在几种p53缺失的肿瘤细胞系中相对于其野生型对照相比表达增加，在HEK293细胞过表达p53，会抑制这三个基因的mRNA表达。 通过Luciferase报告基因实验，证实p53基因通过直接的靶向作用关系抑制CPS1、OTC和ARG1这三个基因的表达。 ODC是多胺合成过程中的限速酶，p53基因通过抑制尿素循环导致氨积累，氨积累会导致ODC的mRNA翻译显著降低，从而降低多胺合成速率，抑制肿瘤细胞的增殖和生长。 通过控制尿素循环的一半以上步骤，p53对氨代谢的强烈监视使肿瘤受到抑制，这也表明尿素循环和氨代谢在肿瘤发生中的重要性及其作为治疗靶标的潜力。 该研究首次将p53与尿素循环和氨代谢联系起来，并进一步揭示了氨在控制多胺生物合成和细胞增殖中的作用，发现并证实著名抑癌基因 p53 通过抑制尿素循环来调节氨代谢，从而抑制肿瘤的生长。
根据世界卫生组织(WHO)统计，现今全球每3个癌症的确诊病患，其中有一个就是罹患皮肤癌！而黑色素瘤(melanoma)是皮肤癌中常见的种类之一，若黑色素瘤扩散至全身，存活率将少于5成；但早期发现时，患者的5年生存率可以高达90%~99%之间，也因此科学家都竞相研究检测黑色素瘤的方法。
60%的黑色素瘤由良性痣产生
黑色素瘤是一种常见的皮肤癌，有60%黑色素瘤是良性痣的癌变产生，目前确切的病因还无法肯定，但推测主因是由紫外线暴露造成，其他原因可能为痣的慢性摩擦导致的损伤，或是皮肤反复晒伤所致。
黑色素瘤容易扩散全身，引起发其他癌症，例如：脑癌、肝癌、肾脏癌，且一旦扩散存活率将低于5成以下，使人闻风丧胆。若能早期发现，进行切除手术的话，患者的5年的存活率高达90%~99%，但到末期时，生存率将下降到只有15%~20%，就算进行切除手术，患者也容易因为黑色素瘤复发而致死。因此，黑色素瘤的辨识检测至关重要！
全球发病率最高澳科学家发展新检测法
澳洲的昆士兰南地是全世界黑色素瘤发病率最高的区域，1990年代的发病率相较于1960年代，已升高了18倍，也因此澳洲的生物医学界也加倍重视，黑色素瘤检测的研究。其中，澳洲伊迪斯科文大学(Edith Cowan University)发展出新的检测法。
研究的主持人Mel Ziman教授表示：在一般门诊中，医师要从一颗痣去办定早期的黑色素瘤有点困难，需要至癌症专科进行活体组织切片(biopsy)才能确诊，因此发展了新的检测方法，补助医师辨别黑色素瘤。若能在肿瘤小于1mm之前就移除，患者的存活率将高达98%~99%，这是全球首创的血液检测黑色素瘤法。
血液检测黑色素瘤抗体准测度为79%
研究团队招募105名黑色素瘤患者与104名健康人士为研究对象，利用人体免疫系统对癌细胞产生的自身抗体(auto-antibodies)做为生物标志物，来确诊黑色素瘤。经过检查1627种功能性蛋白的配对，发现最能确诊的10种抗体，其中检测的灵敏度为79%，确认黑色素瘤的专一性84%。
研究未来3年会进行临床试验，希望筛检黑色素瘤的准确度可以提升至9成以上后，在5年内可以正式推出，补助医师确诊黑色素瘤。此研究报告，近日也刊登在《肿瘤标靶》《Oncotarget》期刊。
肿瘤内刺激树突状细胞(SDC)在刺激细胞毒性T细胞和诱导抗肿瘤免疫反应中起着重要的作用。 了解调节它们在肿瘤微环境(TME)中的丰度的机制可以揭示新的治疗机会。作者发现，在人黑色素瘤中，SDC的丰度与细胞因子FLT3LG基因的瘤内表达有关。FLT3LG主要由淋巴细胞产生，尤其是小鼠和人类肿瘤中的自然杀伤(NK)细胞。在小鼠TME中，NK细胞与SDC形成稳定的结合，小鼠NK细胞的遗传和细胞消融表明：FLT3L的产生在调节肿瘤中SDC的丰度方面发挥重要作用。虽然抗PD-1‘检查点’免疫疗法主要以T细胞为靶点，但作者发现NK细胞频率与人肿瘤中保护性SDC、患者对抗PD-1免疫治疗的反应性以及提高总体生存率有关。作者的研究表明，固有免疫SDC和NK细胞共同作为T细胞定向免疫治疗的良好预后工具，这些固有细胞是增强T细胞肿瘤反应所必需的，表明这一轴是新疗法的靶点。 人类中分别由整合素CD103和血栓调节蛋白(BDCA-3，又称CD141)的表达确定。 肺的研究表明，这些细胞在肿瘤中比在邻近的正常组织中更少。 在黑色素瘤中不常见的WNT-β-catenin通路突变病例中，这些DC数量的减少与预后不良有关，也与肿瘤中趋化因子表达模式的缺陷有关。 在这里，作者发现sdc数与预后不良之间的关系可能更加普遍。在本研究中，作者发现TME中BDCA-3+SDC的保护水平与黑色素瘤患者较好的总生存期(OS)相关。作者进一步将肿瘤内SDC的数量与FMS相关的酪氨酸激酶3配体(FLT3LG)的基因表达联系起来，FLT3LG是cDC 1的形成性细胞因子。 作者利用一种新型的Flt 31报告小鼠，将肿瘤内淋巴细胞鉴定为肿瘤中Flt 31的产生者，其遗传学和功能研究表明，自然杀伤(NK)细胞是产生Flt 31以控制肿瘤中SDC水平的完整细胞类型。 作者进一步证明，人黑色素瘤中的SDC与肿瘤内NK细胞的水平有关，并且这两种固有免疫细胞类型与抗PD-1免疫治疗的反应性相关。 这些结果表明，NK细胞通过在肿瘤中产生FLT3LG，控制肿瘤中SDC的水平，提高患者对抗PD-1免疫治疗的反应性。 研究思路： 1、人黑色素瘤中BDCA-3+ SDC水平与整体存活率的提高相关。 我们之前的工作发现了8个基因的“SDC标签”，它来源于SDC与小鼠肿瘤内所有其他髓系群体的直接比较(图1A)。 我们使用这种SDC基因标签来评估黑色素瘤样本谱中与转移性黑素瘤数据相关的临床结果数据的SDC数目，并发现六个“SDC标签”基因从转移时起就与增加的OS有显著的个体关联(补充表1)。 此外，在Kaplan-Meier分析中，我们将每个样本的整个标签以66%的严格度分为“高”或“低”表达，我们发现高表达与OS的增加显著相关(Fig. 1b)；在33%和50%的严格度下观察到类似的相关性(补充图1A)。 肿瘤基因组图谱(TCGA)黑色素瘤数据集(补充图)中概述了SDC基因标签与OS增加的相关性 (Supplementary Fig. 1b)。进一步发现肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)类型的层组与SDC基因标签高度相关（Fig.1C） 。 此外，使用SDC和非刺激髓样细胞(NSMs)特征比值的基因标记的表达(代表刺激和抑制性髓细胞群体的相对丰富度)也显示与OS和T细胞浸润增加有很强的相关性(补充图1C-E)。 这些数据表明，肿瘤中SDC的相对水平与OS的增加有关。 2、瘤内SDC丰度预示抗PD-1免疫治疗的反应性。 肿瘤SDC最初被定义为具有向T细胞交叉呈现肿瘤抗原并刺激T细胞的能力，并在小鼠模型中被证明是产生较好的抗PD-1反应所必需的。 因此，我们寻求确定SDC水平是否与T细胞检查点阻断剂治疗的有效性有关，预计该治疗将可能释放更多的CD8+T细胞控制肿瘤。 为了将这一分析扩展到黑色素瘤患者，并更广泛地确定抗PD-1免疫治疗反应所需的免疫成分，我们分析了两组独立的活组织切片或转移性黑色素瘤患者手术切除的肿瘤活检(组A：n=33，包括已经接受各种免疫治疗的患者；组B：n=23，都是抗PD-1免疫治疗前的；补充表2)。 活组织切片消化成单细胞悬液，随后用流式细胞术和RNA测序(rna-seq)进行分析，同时跟踪患者的临床结果以及抗PD-1免疫治疗的反应性。 患者被分为“无应答者”组，定义为病情稳定或进展的组，或“应答者”组，定义为对抗PD-1治疗有部分或完全应答者(见方法)。 我们设计了一个全面的流动面板来定量人体肿瘤中的免疫浸润(Fig. 1d–f and Supplementary Fig. 2a,b)，虽然我们发现黑色素瘤患者免疫浸润的数量存在异质性，但总免疫浸润与抗PD-1免疫治疗的反应性之间没有明显的相关性(图1D)。 相反，TME内的多个髓细胞系倾向于对免疫治疗有反应 (Fig. 1e,f)。 CD14（-）肿瘤相关巨噬细胞(TAMS)在抗PD-1治疗反应患者中呈增加趋势，但这仅见于一个群组(图1E)。 B组中CD14+细胞数量高对抗pd-1免疫治疗的响应有不好的预后，而在组A中，CD14+CD16+单核细胞可以有效地从CD14+CD16 - TAMs中分离出来，肿瘤内单核细胞水平升高，比TAMS更明显，对抗PD-1免疫治疗有负的预后价值(图1e)。 此外，BDCA-1+DC(CDC2s)在2个群组中均未显示与应答者状态相关的显著变化 (Fig. 1f)。有趣的是，在总抗原呈递细胞（APCs; gating on CD19–HLA-DR+ cells）中，BDCA- 3+ DCs（通过CLEC9a染色进一步证实哪些是cDC1）的高比例强烈预测了两组黑素瘤患者对抗pd -1治疗的反应的高比例强烈预测了黑色素瘤患者对抗pd-1治疗的反应(Fig. 1f) 3、FLT3LG表达与肿瘤中SDC水平相关 鉴于SDC与患者预后和抗PD-1免疫治疗反应性有很深的关联，我们寻求确定控制肿瘤中保护性骨髓细胞水平的细胞和分子机制。 包括肿瘤SDC在内的cDC1s形成的细胞因子是FLT3L，但这种细胞因子在肿瘤中的内源性来源尚不清楚。 利用他们的黑色素瘤数据集（包含来自肿瘤活细胞总数的配对流式细胞术和RNA-seq数据）(组A；补充表2)，我们发现在肿瘤中BDCA-3+DC水平与FLT3LG的表达显著相关(图 1g)。 我们证实了肿瘤中SDC水平与FLT3LG表达之间的这种相关性，利用SDC基因标签来估计公开的TCGA黑色素瘤数据集中的SDC水平。 FLT3LG高表达(中位分裂)的TCGA黑色素瘤样本明显增加OS，这与FLT3LG在肿瘤SDC控制中的重要作用一致。 这些发现表明，控制tme中的细胞因子flt3lg可以对sdc的水平产生重要影响，sdc是一种对癌症免疫反应和抗pd-1免疫治疗反应非常重要的细胞类型。 4、淋巴细胞是肿瘤微环境中FLT3L的主要来源 肿瘤中FLT3LG表达与SDC水平的相关性，引出了哪个细胞类型产生FLT3L的问题。因此，我们在内源性小鼠Flt3l位点下游引入可诱导的编码Cre和teal荧光蛋白(TFP)的DNA，从而获得了Flt3l-报告小鼠(Fig. 2a)。携带与此等位基因纯合的异位B16F10肿瘤的小鼠，尽管血清总FLT3L有少量但可重复的下降，但其在TME中的常规DC和淋巴细胞比例相似，这表明该蛋白在肿瘤中有类似的功能(补充 Fig. 3a–c)。Flt3l-纯合报告小鼠注射异常的B16F10肿瘤，在肿瘤移植后2周，TFP作为Flt3l表达的读数，仅在淋巴细胞内检测到(Fig. 2b,c)。在表达Flt3l的淋巴细胞中，NK细胞表达量最高，T细胞表达量较低，B细胞表达量不高（ Fig. 2b,c; Fig. 3e,f)）。当用抗flt3l抗体检测细胞表面的蛋白时，这些细胞群呈阳性(图2d)。从肿瘤、肿瘤引流淋巴结(LN)和非肿瘤引流淋巴结(LN)分离的NK细胞中，Flt3l的表达水平与TFP的表达水平相似，表明Flt3l的表达不受TME的调节(Supplementary Fig. 3d)。在其他肿瘤模型中也发现了类似的报告等位基因表达模式，包括自发产生的肿瘤模型(例如，多瘤中T抗原乳腺癌模型，其目的是表达mCherry和卵清蛋白(PyMTChOVA)；Supplementary Fig. 4a,b)。有趣的是，野生型(WT)携带b16f10肿瘤动物血清中FLt3L水平没有显著差异，表明局部产生的flt3L对sdc水平和预防癌症很重要(Supplementary Fig. 4c)。 5、肿瘤中淋巴细胞产生FLT3L对于正常的SDC水平是必须的 接下来，我们在小鼠身上进行了基因实验，以检测淋巴细胞及其亚群在控制TME中SDC水平中的作用。对缺乏T细胞和NK细胞的IL2RG-/-小鼠(补充图5a)注射异常的B16F10黑色素瘤，分析肿瘤中髓系细胞和淋巴系细胞的水平。虽然来自IL2RG-/-小鼠的B16F10肿瘤的肿瘤面积与其WT对照组大致相同，但是IL2RG-/-动物肿瘤可显著降低TME中CD 103+SDC的表达，而CD11b+DC的频率无明显变化(图3a和补充图5a)。为了检测淋巴细胞特异性地产生FLT3L在控制SDC水平中的作用，我们将IL2RG-/-骨髓与WT或Flt3l-/-混合骨髓移植到致死性照射的Flt 31-/-受体动物体内，形成混合骨髓嵌合体(图3b)。在肿瘤中与能产生FLT3L的淋巴细胞间隔的IL2RG-/-：WT混合骨髓嵌合体相比，其淋巴细胞室不能产生FLT3L的IL2RG-/-：Flt3l-/-，CD 103+SDC的水平降低(图3b)。肿瘤中CD 103+SDC水平的差异并不是由于T细胞或NK细胞的整体缺失所致，而是丰富的肿瘤引流和非引流LN的IL2RG-/-：Flt3l-/-骨髓嵌合体(补充图5b)。与IL2RG-/：WT-混合骨髓嵌合体相比，IL2RG-/：Flt3l-/-混合骨髓嵌合体的CD11b+DC无明显减少(图3b)；此外，在肿瘤引流和非引流皮肤LN中，居住或迁移的CD11b+DC均无缺陷，提示IL2RG-/：Flt3l-/-混合骨髓嵌合体中CD11b+DC无整体缺陷(补充图5c)。有趣的是，在IL2RG-/：Flt3l-/-骨髓嵌合体中，肿瘤引流和非引流LN中常驻CD8+DC和迁移CD 103+DC的水平也降低，提示淋巴细胞的需求更广泛地延伸到cDC1的产生(补充图5c) 6、NK细胞，而不是T细胞，控制着肿瘤中SDC的丰度。 为了直接检测特定类型淋巴细胞在肿瘤中控制CD 103+SDC水平的作用，在小鼠B16F10黑色素瘤模型中，我们敲出了表达Flt3l报告基因的T细胞和NK细胞。由于重组激活基因(Rag)突变而缺乏所有T细胞的小鼠其肿瘤组织中CD103+DC水平没有减少(图3c和补充图5d)。此外，通过抗体消耗CD4+或CD8+T细胞的WT小鼠也表现出正常的SDC细胞密度（数据未显示)。为了探讨NK细胞的作用，小鼠在B16F10肿瘤注射前3天开始每3天用抗NK1.1抗体治疗一次，结果导致了NK细胞的大量丧失，但淋巴细胞的其他变化和肿瘤生长受限(补充图5e)。而缺乏NK细胞的小鼠TME中CD 103+SDC的频率降低，CD11b+DC的水平无明显变化(图3d)。与我们以前的发现一致，肿瘤中的T细胞刺激依赖于肿瘤内的CD 103+DC，缺乏NK细胞的小鼠肿瘤中活化的T细胞数量有减少的趋势。(补充图5e)。有趣的是，NK细胞的耗竭导致CD103+DC在肿瘤引流和不引流LN中的水平略有下降，但有显着性差异(补充图5f)，再次表明除了在肿瘤中的作用外，NK细胞在控制CD103+DC水平方面发挥了更广泛的作用。这些结果表明，虽然T细胞和NK细胞都能在肿瘤中产生Flt 31，但T细胞的缺失对肿瘤CD103+DC水平没有影响。而NK细胞产生Flt3l在调控肿瘤中这些保护性DC的水平中起重要作用。 7、TME中NK细胞与SDCs发生频繁而稳定的相互作用 NK细胞是肿瘤中SDC水平所必需的主要淋巴细胞。然而，NK细胞和SDC在肿瘤中非常少见，因此我们提出这样一个问题：NK细胞如何控制肿瘤中的SDC？与其他APC相比，SDC在TME中很少存在，并且很少与传入的T细胞相互作用。相反，当我们对B78黑色素瘤进行活体双光子切片成像时，我们发现NK细胞(Ncr1-GF标记P)经常与SDC密切接触(抗X-C基序趋化因子受体1(XCR 1)的抗体标记；图4a和补充视频1)。对由转染mCherry-OVA融合结构的B78亲本细胞组成的B78-cherryOVA肿瘤14进行活体双光子成像后用于PyMTChOVA小鼠品系，我们发现大约1.9%的NK细胞在Xcr1-Venus+ cDC1的5μm范围内，而只有0.38%的MHCⅠ类限制的卵清蛋白特异性(OT-I)T细胞在Xcr1-Venus+ cDC1的5μm范围内(图4b)。此外，我们还观察到，在XCR 1+cDC 1中，大于5μm的NK细胞迁移(与实质性位移相关的运动)，而与之密切接触的NK细胞(<5μm)的运动能力降低，与连续和/或突触接触一致(图4c和补充视频2)。这些结果表明，在肿瘤中，NK细胞是FLT3L的最相关来源，FLT3L控制着SDC水平，这可能是由于NK细胞对cDC1 DC亲和力增强所致。这一发现与最近在TME 中NK细胞和XCR 1+DC的趋化因子受体配对的研究结果是一致的。与NK细胞直接作用于DC的情况一致，当从WT小鼠LNS中分选CD 103+DC并与NK细胞共培养时，CD103+DC 24h和72h的存活率显著提高(图4d)。这些研究表明，NK细胞比T细胞更能与肿瘤中的SDC形成稳定的相互作用，靶向NK细胞水平可增加FLT3L的产生，进而提高肿瘤中SDC的水平或生存期可能是一种新的治疗手段。应该注意，虽然我们看到有证据表明NK细胞为CD 103+DC在肿瘤中提供了更高的存活率，但NK细胞也可能作用于DC前体以控制这些SDC。 8、人肿瘤中NK细胞丰度与FLT3LG表达及BDCA-3+ SDCs相关 我们的小鼠研究表明，NK细胞产生FLT3L，并控制肿瘤中SDC的水平。根据这些发现，我们通过基于先前发表的数据集和NK细胞特异性基因的表达谱生成NK细胞基因特征来调查人类数据集中NK细胞的丰度(图5a和补充图6)。用NK细胞基因标记对TCGA黑色素瘤样本中NK细胞丰度的估计，我们发现肿瘤中NK细胞的水平与FLT3LG的表达(图5b)有明显的相关性，这与肿瘤内NK细胞是FLT3LG的来源是一致的。与NK细胞基因标签结果一致(图5b)，天然细胞毒性触发受体1的表达(NCR 1)、NK细胞上NK细胞受体基因的特异性表达(补充图6)与FLT3LG在肿瘤中的表达存在显著的个体相关性(补充图7a)。因此，利用SDC(Fig1a)和NK细胞(Fig5a)的基因标记来估计细胞丰度，我们发现黑色素瘤(Fig5c)患者的NK细胞和SDC水平之间存在显著的相关性，这与我们的小鼠数据一致。此外，NCR1、a NK-specific gene的表达与sdc信号有显著的个体相关性。为了直接比较SDC和NK细胞的数量，收集人黑色素瘤活检标本，消化成单细胞悬液，用流式细胞术进行分析(队列A；补充图2和补充表2)。直接分析肿瘤中的NK细胞和SDC，发现肿瘤中NK细胞水平与BDCA-3+DC水平显著相关(图5d)。肿瘤中的BDCA-3+DC与肿瘤中CD4+T辅助细胞(TH)、CD8+T细胞或CD 45-细胞水平无关(补充图7c-e)，提示NK细胞与BDCA-3+DC之间存在特异性的相关性。NK细胞与BDCA-3+DC之间的相关性在其他癌症类型的TME中也被发现，尤其是在头颈部鳞状细胞癌中(HNSCC；图5e)，这表明这种先天免疫细胞关系可能比单一的适应症或亚适应症更广泛。 9、人类黑色素瘤中的NK细胞与整体存活率的提高相关 SDC与NK细胞呈正相关，从逻辑上预测NK细胞数量也能预测生存期。 每个患者中归一化为z评分，根据中位数划分(50%严格度)，NK细胞基因标签(图5A)用于将患者分为NK细胞数“低”或“高”。 这表明，在两个独立数据集的Kaplan-Meier图分析中，NK细胞数高的患者OS显着增加（图6A和补充图 7F)。 在TCGA黑色素瘤数据集中，NCR 1的表达与OS的增加显著相关；此外，NK细胞特征中的5个基因中有4个单独与OS的增加有关（图6b）。 这些发现表明，正如我们在小鼠模型中所显示的那样，在黑色素瘤患者中NK细胞产生FLT3LG，控制肿瘤中BDCA-3+刺激性DC水平，并导致患者生存期增加。 我们注意到这些发现并不排除NK细胞在肿瘤排斥反应中的一个更传统的作用，即直接肿瘤细胞溶解。 10、NK细胞预测黑色素瘤患者对抗PD-1免疫治疗的反应 鉴于NK细胞产生FLT3LG和控制肿瘤中SDC水平，从而预测抗PD-1免疫治疗反应中的重要作用，我们探讨了NK细胞和/或T细胞是否与免疫治疗反应有关。 我们发现抗PD-1免疫治疗的反应性与T调节(Treg)细胞、CD4+Th细胞、CD8+T细胞和PD-1+CTLA-4+T细胞无明显相关性(Fig. 6c)，尽管其中一些群体的趋势较弱。 特别是，我们没有重述以前的数据，表明PD-1+CTLA-4+CD8+“耗尽”的T细胞特征可以预测预后。 然而，NK细胞在抗PD-1免疫治疗后的肿瘤中明显增多(Fig. 6c)。 这些发现与我们在小鼠中的发现一致，即NK细胞、FLT3L和SDC形成了一组影响预后的决定因素，至少在一定程度上可能是由NK通过产生FLT3L而增强SDC所驱动的。 11、NK-SDC轴与抗PD-1免疫治疗的反应性相关 用于黑色素瘤群组A的综合流式细胞仪板对TME中的33个免疫群体进行定量(补充图2和补充表2)。 为了确定TME中的NK细胞和SDC水平是否与抗PD-1免疫治疗的反应性唯一相关，我们在每个样本中对人群分数进行了z评分，发现在TME中已鉴定的免疫细胞中，BDCA-3+DC和NK细胞与抗PD-1免疫治疗的反应性显著相关(图6E和补充表3)。 此外，从这个角度来看，很高频率的HLA-DR-CD4+T细胞似乎与抗PD-1反应密切相关，并可能代表BDCA-3+DC和NK细胞数量不多的患者的另一种预后特征。 这可能表明PD-1阻断可被多种类型的免疫浸润所支持，尽管还需要进一步的研究来证实。 由于作者水平有限，欢迎批评指正！！
生物学论文提纲范文
论文提纲能帮助作者按论证主题的需要，对必用材料的使用按先后顺序进行安排和调整。下面是我搜集整理的生物学论文提纲范文，和大家一起分享。
论文题目：血管生成素对黑色素瘤细胞生长及对碱性成纤维
血管生成素基于其促血管发生活性,最早作为肿瘤血管生成因子被分离出来。已知血管生成素在血管内皮细胞中进行核转移作用,在核仁中发生积累并刺激rRNA 的转录,进而诱发内皮细胞的增殖促进血管发生。目前对于血管生成素的研究主要集中在其如何诱发肿瘤的血管发生,进而促进肿瘤的进一步生长和恶化。本文中我们研究血管生成素在黑色素瘤细胞生长中的作用,并分析血管生成素对于另一血管生成因子bFGF表达及功能的影响。我们将血管生成素的基因分别以正向和反向转入人黑色素瘤A375细胞中,得到了稳定的低表达和高表达血管生成素的细胞株。我们发现在转入反义血管生成素基因的细胞株中,细胞的`增殖受到了抑制,同时bFGF诱发的细胞增殖也受到了抑制,但是bFGF的表达水平却提高了。相反,在转染正义血管生成素基因的细胞株中,细胞的增殖提高了,同时bFGF诱发的细胞增殖也提高了,但是bFGF的表达水平下降了。另外我们利用免疫荧光实验进行了血管生成素的核转移分析,发现血管生成素在A375细胞中能够进行核转移作用。进一步的免疫透射电镜实验分析表明血管生成素进入细胞核后,其在核仁的分布与rDNA的分布及rRNA的合成区域相同,可能其作用与rDNA 相关。另外我们发现一种氨基糖苷类抗生素新霉素能够抑制血管生成素在A375细胞中的核转移作用。新霉素通过抑制血管生成素的核转移作用进而抑制细胞的增殖。综上,我们的结果表明血管生成素通过核转移作用促进A375细胞的增殖,并且参与bFGF诱发的细胞增殖作用。所以血管生成素除了其具有血管发生活性而对黑色素瘤的生长发挥重要作用外,还可以直接促进肿瘤细胞的增殖。而且我们还发现血管生成素对bFGF的表达具有负调节作用。因此以血管生成素为靶点可能会找到治疗黑色素瘤的新方法。
中文摘要3-4
英文摘要4-8
第一章 文献综述8-53
一、血管生成因子与肿瘤的关系8-37
(一) 血管生成简介8
(二) 血管生成与肿瘤8-9
(三) 抗血管生成的肿瘤治疗9-11
(四) 血管生成因子简介11-30
(五) 血管生成因子对肿瘤的生长、转移及预后的意义30-37
二、血管生成素的结构功能及与肿瘤的关系37-45
(一) 血管生成素的结构与性质37-38
(二) 血管生成素的生物学功能38
(三) 血管生成素的作用机制38-41
(四) 血管生成素与肿瘤41-42
(五) 血管生成素的抑制剂42-45
三、bFGF的结构功能及与肿瘤的关系45-49
(一) bFGF的结构与性质45-46
(二) bFGF的作用机制46-48
(三) bFGF的生物学作用48
(四) bFGF与肿瘤48-49
四、黑色素瘤的研究进展49-53
(一) 黑色素瘤简介49
(二) 黑色素瘤与血管生成因子49-51
(三) 血管生成素在黑色素瘤中的表达及其作用51
(四) bFGF在黑色素瘤中的表达及其作用51
(五) 抗血管生成因子的黑色素瘤治疗51-53
第二章 引言53-56
一、研究背景和立题依据53-55
二、本文的研究内容和意义55-56
第三章 实验材料与方法56-70
一、实验材料56-57
(一) 细胞和质粒56
(二) 主要试剂56
(三) 主要仪器56-57
二、实验方法57-70
(一) 大量制备质粒的方法57-58
(二) 哺乳动物细胞培养58-59
(三) 哺乳动物细胞转染59
(四) 哺乳动物细胞基因组的提取59-60
(五) 哺乳动物细胞总RNA的提取60-62
(六) 逆转录PCR (RT-PCR)62-63
中药学论文选题依循“系统中药学”思想,创新中药教育理念。
中医药论文题目选题参考:
1、中医药诊治慢性疲劳综合征的思路与方法。
2、中医药临床随机对照试验报告规范(征求意见稿)。
3、循征医学与中医药临床研究。
4、中医药抗消化性溃疡复发的机理研究进展。
5、中医药抗体力性疲劳的整体思辨与应用前景。
6、中医药在抗肝纤维化治疗中的优势。
7、中医药诱导肿瘤细胞凋亡的可行性探讨。
8、中医药对免疫功能影响的综述与评析。
9、关于中医药抗运动性疲劳的立法思考。
10、代谢组学技术在中医药关键科学问题研究中的应用前景分析。
11、中文期刊发表的中医药系统综述或Meta-分析文章的质量评价。
12、中医药与多脏器功能障碍综合征(MODS)。
13、中医药传统文化与现代质量控制。
14、代谢组学技术在中医药关键科学问题研究中的应用前景分析。
15、老年期痴呆的中医药研究思路。
16、《黄帝内经》建构中医药理论的基本范畴—四时。
17、《黄帝内经》建构中医药理论的基本范畴——运数。
18、中医药研究中有关自由基研究近况。
19、《黄帝内经》建构中医药理论的基本范畴——证验。
20、《黄帝内经》建构中医药理论的基本范畴——意识。
细胞生物是指所有具有细胞结构的生物。这是我为大家整理的关于细胞生物学术论文，仅供参考!
细胞因子的生物学活性
关键字： 细胞因子
细胞因子具有非常广泛的生物学活性，包括促进靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达，促进炎症过程，影响细胞代谢等。
一、免疫细胞的调节剂
免疫细胞之间存在错综复杂的调节关系，细胞因子是传递这种调节信号必不可少的信息分子。例如在T-B细胞之间，T细胞产生IL-2、4、5、6、10、13，干扰素γ等细胞因子刺激B细胞的分化、增殖和抗体产生;而B细胞又可产生IL-12调节TH1细胞活性和TC细胞活性。在单核巨噬细胞与淋巴细胞之间，前者产生IL-1、6、8、10，干扰素α，TNF-α等细胞因子促进或抑制T、B、NK细胞功能;而淋巴细胞又产生IL-2、6、10，干扰素γ，GM-CSF，巨噬细胞移动抑制因子(MIF)等细胞因子调节单核巨噬细胞的功能。许多免疫细胞还可通过分泌细胞因子产生自身调节单核巨噬细胞的功能。许多免疫细胞还可通过分泌细胞因子产生自身调节作用。例如T细胞产生的IL-2可刺激T细胞的IL-2受体表达和进一步的IL-2分泌，TH1细胞通过产生干扰素γ抑TH2细胞的细胞因子产生。而TH2细胞又通过IL-10、IL-4和IL-13抑制TH1细胞的细胞因子产生。通过研究细胞因子的免疫 网络调节，可以更好地理解完整的免疫系统调节机制，并且有助于指导细胞因子做为生物应答调节剂(biologicalresponsemodifier’BRM)应用于临床 治疗免疫性疾病。图4-1 细胞因子与TH1、TH2的相互关系(略)
二、免疫效应分子
在免疫细胞针对抗原(特别是细胞性抗原)行使免疫效应功能时，细胞因子是其中重要效应分子之一。例如TNFα和TNFβ可直接造成肿瘤细胞的凋零(apoptosis)’使瘤细胞DNA断裂’细胞萎缩死亡;干扰素α、β、γ可干扰各种病毒在细胞内的复制，从而防止病毒扩散;LIF可直接作用于某些髓性白血病细胞，使其分化为单核细胞，丧失恶性增殖特性。另有一些细胞因子通过激活效应细胞而发挥其功能，如IL-2和IL-12刺激NK细胞与TC细胞的杀肿瘤细胞活性。与抗体和补体等其它免疫效应分子相比，细胞因子的免疫效应功能，因而在抗肿瘤、抗细胞内寄生感染、移植排斥等功能中起重要作用。
三、造血细胞刺激剂
从多能造血干细胞到成熟免疫细胞的分化发育漫长道路中，几乎每一阶段都需要有细胞因子的参与。最初研究造血干细胞是从软琼脂的半固体培养基开始的，在这种培养基中，造血干细胞分化增殖产生的大量子代细胞由于不能扩散而形成细胞簇，称之为集落，而一些刺激造血干细胞的细胞因子可明显刺激这些集落的数量和大小因而命名为集落刺激因子(CSF)。根据它们刺激的造血细胞种类不同有不同的命名，如GM-CSF、G-CSF、M-CSF、multi-CSF(IL-3)等。目前的研究表明，CSF和IL-3是作用于粒细胞系造血细胞，M-CSF作用于单核系造血细胞，此外Epo作用于红系造血细胞，IL-7作用于淋巴系造血细胞，IL-6、IL-11作用于巨核造血细胞等等。由此构成了细胞因子对造血系统的庞大控制 网络。某种细胞因子缺陷就可能导致相应细胞的缺陷，如肾性贫血病人的发病就是肾产生Epo的缺陷所致，正因如此，应用Epo 治疗这一疾病收到非常好的效果。目前多种刺激造血的细胞因子已成功地用于临床血液病，有非常好的 发展前景。
四、炎症反应的促进剂
炎症是机体对外来刺激产生的一种病理反应过程，症状表现为局部的红肿热痛，病理检查可发现有大量炎症细胞如粒细胞、巨噬细胞的局部浸润和组织坏死，在这一过程中，一些细胞因子起到重要的促进作用，如IL-1、IL-6、IL-8、TNFα等可促进炎症细胞的聚集、活化和炎症介质的释放’可直接刺激发热中枢引起全身发烧’IL-8同时还可趋化中性粒细胞到炎症部位’加重炎症症状.在许多炎症性疾病中都可检测到上述细胞因子的水平升高.用某些细胞因子给动物注射’可直接诱导某些炎症现象’这些实验充分证明细胞因子在炎症过程中的重要作用.基于上述理论研究结果’目前已开始利用细胞因子抑制剂治疗炎症性疾病’例如利用IL-1的受体拮抗剂(IL-1receptor antagonist’IL-lra)和抗TNFα抗体治疗败血性休克、类风湿关节炎等，已收到初步疗效。
五、其它
许多细胞因子除参与免疫系统的调节效应功能外，还参与非免疫系统的一些功能。例如IL-8具有促进新生血管形成的作用;M-CSF可降低血胆固醇IL-1刺激破骨细胞、软骨细胞的生长;IL-6促进肝细胞产生急性期蛋白等。这些作用为免疫系统与其它系统之间的相互调节提供了新的证据。
细胞衰老的分子生物学机制
摘要：细胞衰老(cellular aging)是细胞在其生命过程中发育到成熟后，随着时间的增加所发生的在形态结果和功能方面出现的一系列慢性进行性、退化性的变化。细胞衰老是基因与环境共同作用的结果，是细胞生命活动过程的客观规律。为研究细胞衰老分子生物学机制，本文就此展开研究。
关键词：细胞衰老;分子生物学;机制研究
细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡是两个不同的概念，个体的衰老并不等于所有细胞的衰老，但是细胞的衰老又是同个体的衰老紧密相关的。细胞衰老是个体衰老的基础，个体衰老是细胞普遍衰老的过程和结果。
细胞衰老是正常环境条件下发生的功能减退，逐渐趋向死亡的现象。衰老是生界的普遍规律，细胞作为生物有机体的基本单位，也在不断地新生和衰老死亡。生物体内的绝大多数细胞，都要经过增殖、分化、衰老、死亡等几个阶段。可见细胞的衰老和死亡也是一种正常的生命现象。我们知道，生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。
衰老是一个过程，这一过程的长短即细胞的寿命，它随组织种类而不同，同时也受环境条件的影响。高等动物体细胞都有最大增殖能力(分裂)次数，细胞分裂一旦达到这一次数就要死亡。各种动物的细胞最大裂次数各不相同，人体细胞为50～60次。一般说来，细胞最大分裂次数与动物的平均寿命成正比。通过细胞衰老的研究可了解衰老的某些规律，对认识衰老和最终找到延缓或推迟衰老的方法都有重要意义。细胞衰老问题不仅是一个重大的生物学问题，而且是一个重大的社会问题。随着科学发展而不断阐明衰老过程，人类的平均寿命也将不断延长。但也会出现相应的社会老龄化问题以及呼吸系统疾病、心血管系统疾病、脑血管病、癌症、关节炎等老年性疾病发病率上升的问题。因此衰老问题的研究是今后生命科学研究中的一个重要课题。
1 细胞衰老的特征
科学研究表明，衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化：①细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢;②细胞内酶的活性降低;③细胞内的色素会积累;④细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，颜色加深。线粒体数量减少，体积增大;⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。形态变化总体来说老化细胞的各种结构呈退行性变化。
衰老细胞的形态变化表现有：①核：增大、染色深、核内有包含物;②染色质：凝聚、固缩、碎裂、溶解;③质膜：粘度增加、流动性降低;④细胞质：色素积聚、空泡形成;⑤线粒体：数目减少、体积增大;⑥高尔基体：碎裂;⑦尼氏体：消失;⑧包含物：糖原减少、脂肪积聚;⑨核膜：内陷。
2 分子水平的变化
①从总体上DNA复制与转录在细胞衰老时均受抑制，但也有个别基因会异常激活，端粒DNA丢失，线粒体DNA特异性缺失，DNA氧化、断裂、缺失和交联，甲基化程度降低;②mRNA和tRNA含量降低;③蛋白质含成下降，细胞内蛋白质发生糖基化、氨甲酰化、脱氨基等修饰反应，导致蛋白质稳定性、抗原性，可消化性下降，自由基使蛋白质肽断裂，交联而变性。氨基酸由左旋变为右旋;④酶分子活性中心被氧化，金属离子Ca2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+等丢失，酶分子的二级结构，溶解度，等电点发生改变，总的效应是酶失活;⑤不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋白之间交联，膜的流动性降低。
3 细胞衰老原因
迄今为止，细胞衰老的本质尚未完全阐明，难以给明确的定义，只能根据现有的认识，从不同的角度概括细胞衰老的内涵。细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使“差错”积累，导致细胞衰老。根据对导致“差错”的主要因子和主导因子的认识不同，可分为不同的学说，这些学说各有其理论基础和实验证据[1]。
3.1差错学派 有以下七种学说，有代谢废物积累学说、大分子交联学说、自由基学说、体细胞突变学说、DNA损伤修复学说、端粒学说、生物分子自然交联说等。其中最主要的自由基学说和端粒学说。
3.1.1自由基学说 自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在于生物系统。其种类多、数量大，是活性极高的过渡态中间产物。正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统。前者如：超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)，谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)，非酶系统有维生素E，醌类物质等电子受体。机体通过生物氧化反应为组织细胞生命活动提供能量，同时在此过程中也会产生大量活性自由基。自由基的化学性质活泼，可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质，造成损伤，如DNA的断裂、交联、碱基羟基化。实验表明DNA中OH8dG(8-羟基-2‘-脱氧鸟苷)随着年龄的增加而增加。OH8dG完全失去碱基配对特异性，不仅OH8dG被错读，与之相邻的胞嘧啶也被错误复制。大量实验证明实，超氧化物岐化酶与抗氧化酶的活性升高能延缓机体的衰老。Sohal等(1994、1995)，将超氧化物岐化酶与过氧化氢酶基因导入果蝇，使转基因株比野生型这两种酶基因多一个拷贝，结果转基因株中酶活性显著升高，平均年龄和最高寿限有所延长。
英国学者提出的自由基理论认为自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。自由基就是一些具有不配对电子的氧分子，它们在机体内漫游，损伤任何于其接触的细胞和组织，直到遇到如维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、OPC(原花青素)之类的生物黄酮等抗氧化剂将其中和掉或被机体产生的一些酶(如SOD)将其捕获。自由基可破坏胶原蛋白及其它结缔组织，干扰重要的生理过程，引起细胞的DNA突变。此外还可引起器官组织细胞的破坏与减少[2]。例如神经元细胞数量的明显减少，是引起老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。器官组织细胞破坏或减少主要是由于自由基因突变改变了遗传信息的传递，导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低。这些的积累，造成了器官组织细胞的老化与死亡。
生物膜上的不饱和脂肪酸易受自由基的侵袭发生过氧化反应，氧化作用对衰老有重要的影响，自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程[3]。 自由基作用于免疫系统，或作用于淋巴细胞使其受损，引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱，并使免疫识别力下降出现自身免疫性疾病。
3.1.2端粒学说 染色体两端有端粒，细胞分裂次数多，端粒向内延伸，正常DNA受损。
3.2遗传学派 认为衰老是遗传决定的自然演进过程，一切细胞均有内在的预定程序决定其寿命，而细胞寿命又决定种属寿命的差异，而外部因素只能使细胞寿命在限定范围内变动。
参考文献：
[1]郭齐，李玉森，陈强，等.脱氧核苷酸钠抗人肾脏细胞衰老的分子机制[J].中国老年学杂志，2013，33(15)：3688-3690.
[2]胡玉萍，吴建平.细胞衰老与相关基因的关系[J].中外健康文摘，2012，09(14)：35-37.
[3]孔德松，魏东华，张峰，等.肝纤维化进程中细胞衰老的作用及相关机制的研究进展[J].中国药理学与毒理学杂志，2012，26(05)：688-691.
摘要： 肿瘤是目前威胁人类健康的重要因素。靶向肿瘤的新药与肿瘤免疫新疗法的研发如火如荼，这些研究为攻克肿瘤带来了全新的希望。但受限于患者作为研究对象的不可操控性，而实验动物与人差异巨大，目前从基础到临床的转化效率极低，肿瘤类器官的兴起为转化医学提供了全新的技术平台。从最初单个肿瘤样本类器官的成功构建，到现在建立了大规模的肿瘤类器官库，肿瘤类器官研究已经成为肿瘤基础和临床研究中的重要工具，尤其在结合基因修饰技术的基础上，对揭示肿瘤发生发展的机制、快速评估肿瘤药物与免疫细胞的治疗效果意义重大。 关键词： 肿瘤；类器官；基因修饰；新药研发；免疫疗法；临床转化 抗生素和疫苗发现以前，传染性疾病曾肆虐全球，是人类健康的头号杀手。而现今，非传染性疾病已成为健康问题的主要影响因素，其中，肿瘤更是首要致死原因。最新统计学数据预测，2018年将有超过1800万新增肿瘤病例，960万肿瘤死亡病例[1]，肿瘤所造成的巨大经济、社会负担毋庸置疑。 人类与肿瘤的斗争历史源远流长。从希波克拉底时代开始，就有对肿瘤的描述性研究，包括其生长形态、表面溃烂的形成与否等等，肿瘤（carcinoma/carcinos）在希腊语是螃蟹（crab）的意思，由此，罗马医生将carcinoma/carcinos翻译为cancer，成为癌症的最初定义。近年来，随着理论和技术的飞速发展，包括“肿瘤是不可愈合的创口”、“种子与土壤学说”、“肿瘤免疫互作四部曲”、“肿瘤放射化学药物疗法”、“肿瘤免疫治疗”等，我们对肿瘤的认识日渐深入，部分肿瘤甚至已经有了完全治愈的方法。但目前对绝大多数肿瘤，我们一方面没有有效的预防和监测手段，另一方面可以选择的治疗策略极其有限。因此，对肿瘤的研究一直是生物医药领域的核心热点。有意思的是，每年肿瘤相关研究的学术论文发表量数以万计，绝大多数肿瘤在实验室已经得到了成百上千次治愈，但能真正转化到临床应用的治疗方案却极少。美国食品与药品监管局统计发现，临床前研究具有治疗作用的新药进入临床试验后，85%在早期就被证明没有效果，而那些成功通过三期临床试验的药物，只有一半能被FDA批准进入临床应用[2]。目前肿瘤新药研究的主要工具是体外培养的肿瘤细胞和啮齿类动物（主要是小鼠）上建立的肿瘤模型，但越来越多的证据表明，小鼠与人在疾病过程中的变化及其对药物的反应性存在一定的差异[3]。此外，小鼠模型通常只能模拟人类疾病的一个阶段，无法从病因、时间和进展速度等方面再现人肿瘤发生发展的全过程，在此基础上开发的肿瘤治疗方案，并不能预测其临床应用的有效性。更重要的是，实验小鼠基因背景、生长环境、致病因素和用药处理均非常单一，自然无法应对临床多种多样肿瘤病人的复杂情况。 动物模型的局限性促使人们转向直接研究肿瘤病人标本，常用的人源肿瘤模型包括人来源肿瘤细胞系培养和免疫缺陷动物人源肿瘤组织异种移植。肿瘤细胞培养的确提供了研究特定患者肿瘤细胞特性及其对药物敏感性的机会，但并非所有肿瘤均能成功体外扩增，另外，体外单一肿瘤细胞培养使其丧失了与肿瘤微环境中其他组分的相互作用，而肿瘤微环境对肿瘤的发生发展以及对药物的反应性决定至关重要。同样，人源肿瘤组织异种移植至免疫缺陷小鼠中也存在类似的问题，一方面移植成功率较低，另一方面免疫缺陷小鼠形成的肿瘤微环境与患者体内环境相差较大，可能导致肿瘤组织发生小鼠样进化[4]。 1 类器官在肿瘤研究中的发展 近年来，组织器官3D培养技术发展迅猛。2009年，Hans Clevers实验室将单个LGR5+小肠干细胞种植于含有R-spondin1、EGF、BMP抑制剂等干细胞维持因子的基质胶中，发现干细胞增殖分化，形成了具有增殖隐窝和高分化绒毛的类小肠结构[5]。随后，该实验室在小鼠小肠干细胞成类器官技术的基础上，进一步加入Wnt3A nicotinamide、Alk抑制剂及p38抑制剂，实现了人结直肠肿瘤类器官培养[6]。同年，Eduard Batlle实验室分离出人大肠EPHB2高表达干细胞，并在体外3D培养中使单个细胞分化成为具有维持长期自我更新和多向分化潜能的大肠隐窝结构[7]。随后，包括前列腺[8, 9]、味蕾[10]、食管[11]、输卵管[12]、肝脏[13]、胰腺[14]、胃[15]、唾液腺[16]和乳腺[17]等在内的多个器官均成功在体外获得正常组织或肿瘤的类器官（图一）。由此可见，利用目前对肿瘤细胞和肿瘤微环境相互作用机制的认识，从肿瘤病人样本出发，通过加入多种细胞因子或小分子抑制剂，构建出患者特异性的肿瘤类器官，用于新药筛选和药物敏感性研究是可行的。 相比于传统2D培养和肿瘤组织异种移植，肿瘤类器官一方面构建成功率明显增高，且可长期低成本快速培养，便于基因修饰和大规模药物筛选等；另一方面，3D培养保留了肿瘤的组织特性，在研究过程中不会丢失肿瘤微环境的影响作用，为肿瘤药物研发提供更真实的环境。目前已经成功构建出包括结直肠癌、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌、肝癌、胃癌等在内多种组织的肿瘤类器官。常用的肿瘤类器官构建技术有两类，一种是通过诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）分化而来，另一种是直接来源于肿瘤组织。iPSCs来源的肿瘤类器官构建成功与否很大程度上依赖于肿瘤类型，操作更复杂，由此导致构建效率较低。此外，依靠iPSCs分化获得的肿瘤类器官也会丢失肿瘤微环境的复杂性。因此，直接通过肿瘤组织培养或干细胞分化，辅以细胞因子、肿瘤基质等补充，是肿瘤类器官研究的发展趋势。 肿瘤类器官对源肿瘤组织异质性的保存是类器官研究的核心基础。研究发现，肿瘤组织体外类器官培养可以获得大量不同特性的肿瘤类器官，单个类器官分析结果也表明同一肿瘤来源的类器官的异质性[18]。与此同时，组织化学分析发现肿瘤类器官内部即存在与源肿瘤相似的组织结构，通过原位DNA分析进一步证实类器官中同样存在源肿瘤相同的基因突变位点[18]。由此可见，肿瘤类器官在基因、转录、代谢、细胞和组织学上均较高水平地重现了其来源肿瘤的多样性和复杂性。更重要的是，体外培养过程对肿瘤类器官不会呈现明显均一化[19, 20]。但也有研究利用荧光标记不同突变体实验发现，大肠癌肿瘤类器官体外培养30-40天后，类器官会被某一种荧光标记的细胞主导，意味着培养过程中的确出现了特定突变体细胞优势生存的现象[21]。但这一现象并非体外类器官培养所独有，在体肿瘤中各类突变体也非均匀分布。由此说明肿瘤类器官确实在很大程度上模拟了在体肿瘤的各方面特性，是目前肿瘤基础研究和临床应用之间相互转换跨越的桥梁。 2 类器官在肿瘤发生发展机制研究中的应用 肿瘤的发生初始于细胞基因突变的累积，大量临床数据和实验室结果都显示正常个体内即存在大量的突变，且这些突变与年龄、生存环境、生活方式等均有一定的相关性，但并非所有的突变都会诱发肿瘤，不同组织对突变的耐受程度也不同。虽然已经有许多细胞和动物实验阐明从突变到肿瘤生成的关键因素和决定机制，由于无法监测和干预人体内肿瘤发展最初期的过程，目前对人体内肿瘤发生发展的认识还非常粗浅。类器官培养技术的兴起，为研究人体正常组织向肿瘤组织转变的过程提供了可能。 统计预测发现高达五分之一的肿瘤与感染相关[22]，虽然从感染到肿瘤的发展过程已有研究加以证明，但具体发生机制，尤其在人体内是如何进展的尚不明确。将病原体与健康组织类器官共培养，观察在感染情况下健康组织的突变起始和累积过程，评估感染作为肿瘤危险因子的相关性。如胃类器官可作为研究幽门螺旋杆菌在胃癌发生中作用机制的载体，精细观察幽门螺旋杆菌在胃上皮细胞的定植和克隆，及其对胃上皮细胞在基因、转录和蛋白水平的影响。结果显示在幽门螺杆菌注入能引起胃类器官发生强烈的炎症反应[23]，而慢性炎症与肿瘤发生有着密不可分的联系。此外，沙门氏杆菌与胆囊癌、人乳头状瘤病毒与宫颈癌、乙型肝炎病毒与肝癌等等，均可利用相应组织的类器官，研究病原体与宿主细胞之间的相互作用及致瘤机制。由于感染诱发肿瘤往往是一个长期慢性的过程，且伴随炎症的发生，因此，一方面类器官的长期稳定培养是前期基础，另一方面，在上皮细胞构建的类器官基础上，引入免疫系统和组织基质也是类器官应用的重要需求。 除了感染，肿瘤危险因素还包括年龄、家族史、物理化学诱变因素等，而这些因素诱导的突变累积是一个长期存在的过程。通过分析比较不同年龄供体来源、不同组织类器官中的突变体发现，体内的确以平均每年新增40个突变位点的速度在累积，且不同组织间突变模式相差较大，这可能是由于不同组织中细胞更新增殖水平相差较大，而细胞快速增殖过程中DNA复制为基因突变创造了先决条件[24]。值得注意的是，同一组织不同个体间突变频率和范围差异均较小，在一定程度上解释了肿瘤发生与年龄的相关性[24]。但不同个体间肿瘤发生的类型、进展速度等各不相同，因此，突变频率和突变模式并非决定肿瘤发生发展的唯一因素，而在肿瘤已经发生之后，突变累积和筛选已经完成，无法追踪到最初始的突变特性。在类器官培养健康组织的基础上，利用各种诱变因子诱导健康组织向肿瘤转化，将极大地加速对肿瘤发生过程的研究。 不管是感染、物理化学诱变剂或是年龄增长导致肿瘤发生，最终都是由于基因突变发生和累加导致正常细胞癌变。因此，结合类器官培养和基因修饰技术可以快速建立肿瘤体外模型，研究肿瘤的发生发展过程。Drost实验室第一次在正常大肠类器官中通过CRISPR技术引入常见的大肠癌突变基因，如APC、TP53、KRAS和SMAD4，研究不同突变体在初始阶段对肿瘤发生的影响[25]。结果显示，突变后的肠类器官生长不依赖于肠干细胞生长维持因子EGF、WNT、R-spondin 1和noggin等，与此同时，他们还发现APC和TP53的突变是导致染色体不稳定和形成多倍体的关键因素[25]。将基因修饰后的肿瘤类器官皮下移植至免疫缺陷小鼠可以存活，但不会发生转移。而如果将上述诱导的肠癌类器官移植在小鼠盲肠，肿瘤会向肝脏和肺部转移[26, 27]。这一现象说明肿瘤转移需要特定组织微环境的支持，也提示虽然肠癌类器官的生长不依赖于肠干细胞维持因子，这些因子在肿瘤转移过程中必不可少。 肿瘤类器官以其特性模拟人肿瘤组织、可大规模长期稳定培养、容易基因修饰、处理因素可控和表型观察便捷的特性，成为肿瘤基础研究中替代人而又超越实验动物的有力工具。此外，肿瘤类器官作为体外培养体系，非常利于结合最新技术如基因修饰、单细胞分析、高分辨率电子/光学影像等联合应用，将突破肿瘤研究完全依赖于动物实验的时间、技术瓶颈。 3 类器官在肿瘤治疗策略研究的应用 肿瘤治疗是目前生物医学领域最大、最急迫的难题之一。一方面实验室研究越来越多，另一方面新药临床转化效率却依然低下。类器官培养为肿瘤药物快速有效研发提供了新的技术平台。有研究认为肿瘤类器官敏感的药物超过80%的可能性对应的肿瘤患者对该药也敏感，而在肿瘤类器官上无治疗效果的化疗药物对该肿瘤患者也无效。 随着类器官培养技术的迅速发展，越来越多的实验室和医院开始有意识地采集肿瘤类器官及其对应的健康组织类器官，并运用合适的冻存传代方法进行大规模保存，形成类器官库。根据患者信息、组织来源、基因表型等多个方面对类器官进行归类，使之成为公共的肿瘤研究资源，用于评测抗肿瘤药物的肿瘤杀伤效果和正常组织毒副作用。最早于2011年Masahiro Inoue实验室尝试大规模采集肿瘤组织体外成球培养保存[28]，但这一培养方法无法实现正常组织的长期保存。2015年，Hans Clevers团队第一次成功构建了20个结直肠癌患者来源的肿瘤与对应正常组织类器官库[18]。利用这些类器官样本，他们发现只有WNT 拮抗剂泛素连接酶RNF43突变的肿瘤类器官表现出对WNT分泌抑制剂的敏感性[18]。同时，结合类器官的突变表型和药物筛选，他们一方面验证了已知的突变体与特定药物的相关性，另一方面还发现了多个对肿瘤具有杀伤作用的化学药物。此外，由于正常组织类器官对照的存在，在验证药物肿瘤杀伤作用的同时，也能评估其对正常组织的毒副作用，最终选择出肿瘤杀伤强、毒副作用小的化疗药物用于临床。更重要的是，这一类器官库除了用于药物筛选，还被其他项目利用，从基因组和蛋白组学对不同个体肿瘤类器官与正常组织类器官进行对比分析[29]，实现对患者肿瘤状态的精准评估，为肿瘤的个性化治疗提供参考信息。目前已有包括结直肠癌、胰腺导管腺癌、乳腺癌、前列腺癌、肝癌等在内的多个组织肿瘤类器官库，尤其是结直肠癌与乳腺癌，类器官库中患者数目已达到上百个，为肿瘤新药大规模筛选和临床前研究奠定了基础。 借助于肿瘤类器官与对应健康组织类器官库的建立，同时基于肿瘤类器官对药物肿瘤杀伤效果预测的准确性，可以在制定肿瘤患者治疗策略前，一方面通过检测肿瘤类器官的突变体类型，确定可能起作用的候选药；另一方面利用肿瘤类器官对药物进行筛选，获得在类器官上对肿瘤有杀伤作用而对健康组织毒副作用较小的药物，应用于临床，真正实现肿瘤的个体化治疗。这一策略不仅适用于化疗药物的选择，更有利于免疫疗法的有效性评估。与化疗药物的普遍性杀伤不同，免疫疗法具有较高的特异性，更需要直接来源于患者的样本进行临床前检测。利用肿瘤类器官与免疫细胞共培养，可以快速有效地检测免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。研究发现特定T细胞亚群与乳腺癌肿瘤类器官共培养后，可以显著性杀伤三阴性乳腺癌细胞[30]。最近，Emile E. Voest实验室利用外周血单个核细胞与肺癌或结直肠癌肿瘤类器官共培养诱导出一群肿瘤特异性T细胞[31]。进一步研究发现这群肿瘤杀伤性T细胞不会攻击正常组织类器官[31]，说明通过肿瘤类器官中的新抗原表位获得杀伤细胞用于临床肿瘤个体化免疫治疗具有很好的应用潜能。 4 展望 类器官在肿瘤研究中的应用目前尚处于起步阶段，但不管是在基础研究还是临床转化，均获得了很好的研究成果。相对于肿瘤细胞系培养和小鼠异种移植，类器官具有培养成功率高、能快速获得大规模资源库、同时可以采集对应的正常组织对照、最接近患者真实信息等多个优势，但目前类器官培养也存在许多问题亟待解决。首先虽然类器官本身去除了异种移植鼠源进化的问题，但目前3D培养用的基质胶来源于小鼠，且一些类器官培养还需要加小牛血清等动物源物质，可能对细胞性质与药物筛选过程中的反应性有未知的影响。因此，无血清培养基、非动物来源基质胶等是目前类器官研究的重点之一。此外，利用成体干细胞培养获得的类器官成分依然比较单一，血管、基质和免疫系统均缺失，也有许多研究关注于类器官中肿瘤微环境的构建。最后，目前仅仅上皮细胞源肿瘤成功构建了类器官，而非上皮细胞类肿瘤如血液细胞肿瘤是否能进行类器官培养尚且未知。虽然类器官培养在肿瘤研究中还存在一定的问题，但这一技术的确搭建了从基础到临床转化的快速通道，为肿瘤新药研究和个体化治疗提供了新的平台。 参考文献 1. Bray,F., et al., Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence andmortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin, 2018. 2. Ledford,H., Translational research: 4 ways to fix the clinical trial. Nature, 2011.477(7366): p. 526-8. 3. Uhl,E.W. and N.J. Warner, Mouse Models as Predictors of Human Responses:Evolutionary Medicine. Curr Pathobiol Rep, 2015. 3(3): p. 219-223. 4. Ben-David,U., et al., Patient-derived xenografts undergo mouse-specific tumor evolution.Nat Genet, 2017. 49(11): p. 1567-1575. 5. Sato,T., et al., Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitrowithout a mesenchymal niche. Nature, 2009. 459(7244): p. 262-5. 6. Sato,T., et al., Long-term expansion of epithelial organoids from human colon,adenoma, adenocarcinoma, and Barrett's epithelium. Gastroenterology, 2011.141(5): p. 1762-72. 7. Jung,P., et al., Isolation and in vitro expansion of human colonic stem cells. NatMed, 2011. 17(10): p. 1225-7. 8. Karthaus,W.R., et al., Identification of multipotent luminal progenitor cells in humanprostate organoid cultures. Cell, 2014. 159(1): p. 163-175. 9. Chua,C.W., et al., Single luminal epithelial progenitors can generate prostateorganoids in culture. Nat Cell Biol, 2014. 16(10): p. 951-61, 1-4. 10. Ren,W., et al., Single Lgr5- or Lgr6-expressing taste stem/progenitor cellsgenerate taste bud cells ex vivo. Proc Natl Acad Sci U S A, 2014. 111(46): p.16401-6. 11. DeWard,A.D., J. Cramer, and E. Lagasse, Cellular heterogeneity in the mouse esophagusimplicates the presence of a nonquiescent epithelial stem cell population. CellRep, 2014. 9(2): p. 701-11. 12. Kessler,M., et al., The Notch and Wnt pathways regulate stemness and differentiation inhuman fallopian tube organoids. Nat Commun, 2015. 6: p. 8989. 13. Huch,M., et al., Long-term culture of genome-stable bipotent stem cells from adulthuman liver. Cell, 2015. 160(1-2): p. 299-312. 14. Boj,S.F., et al., Organoid models of human and mouse ductal pancreatic cancer.Cell, 2015. 160(1-2): p. 324-38. 15. Bartfeld,S., et al., In vitro expansion of human gastric epithelial stem cells and theirresponses to bacterial infection. Gastroenterology, 2015. 148(1): p. 126-136e6. 16. Maimets,M., et al., Long-Term In Vitro Expansion of Salivary Gland Stem Cells Driven byWnt Signals. Stem Cell Reports, 2016. 6(1): p. 150-62. 17. Sachs,N., et al., A Living Biobank of Breast Cancer Organoids Captures DiseaseHeterogeneity. Cell, 2018. 172(1-2): p. 373-386 e10. 18. vande Wetering, M., et al., Prospective derivation of a living organoid biobank ofcolorectal cancer patients. Cell, 2015. 161(4): p. 933-45. 19. Pauli,C., et al., Personalized In Vitro and In Vivo Cancer Models to Guide PrecisionMedicine. Cancer Discov, 2017. 7(5): p. 462-477. 20. Schutte,M., et al., Molecular dissection of colorectal cancer in pre-clinical modelsidentifies biomarkers predicting sensitivity to EGFR inhibitors. Nat Commun,2017. 8: p. 14262. 21. Fujii,M., et al., A Colorectal Tumor Organoid Library Demonstrates Progressive Lossof Niche Factor Requirements during Tumorigenesis. Cell Stem Cell, 2016. 18(6):p. 827-38. 22. DeFlora, S. and P. Bonanni, The prevention of infection-associated cancers.Carcinogenesis, 2011. 32(6): p. 787-95. 23. McCracken,K.W., et al., Modelling human development and disease in pluripotentstem-cell-derived gastric organoids. Nature, 2014. 516(7531): p. 400-4. 24. Blokzijl,F., et al., Tissue-specific mutation accumulation in human adult stem cellsduring life. Nature, 2016. 538(7624): p. 260-264. 25. Drost,J., et al., Sequential cancer mutations in cultured human intestinal stemcells. Nature, 2015. 521(7550): p. 43-7. 26. Fumagalli,A., et al., Genetic dissection of colorectal cancer progression by orthotopictransplantation of engineered cancer organoids. Proc Natl Acad Sci U S A, 2017.114(12): p. E2357-E2364. 27. Fumagalli,A., et al., A surgical orthotopic organoid transplantation approach in mice tovisualize and study colorectal cancer progression. Nat Protoc, 2018. 13(2): p.235-247. 28. Kondo,J., et al., Retaining cell-cell contact enables preparation and culture ofspheroids composed of pure primary cancer cells from colorectal cancer. ProcNatl Acad Sci U S A, 2011. 108(15): p. 6235-40. 29. Cristobal,A., et al., Personalized Proteome Profiles of Healthy and Tumor Human ColonOrganoids Reveal Both Individual Diversity and Basic Features of ColorectalCancer. Cell Rep, 2017. 18(1): p. 263-274. 30. Zumwalde,N.A., et al., Analysis of Immune Cells from Human Mammary Ductal EpithelialOrganoids Reveals Vdelta2+ T Cells That Efficiently Target Breast CarcinomaCells in the Presence of Bisphosphonate. Cancer Prev Res (Phila), 2016. 9(4):p. 305-16. 31. Dijkstra,K.K., et al., Generation of Tumor-Reactive T Cells by Co-culture of PeripheralBlood Lymphocytes and Tumor Organoids. Cell, 2018. 174(6): p. 1586-1598 e12.