文章来源（2024-advanced science-Micro-Engineered Organoid-on-a-Chip Based on
Mesenchymal Stromal Cells to Predict Immunotherapy Responses of HCC Patients）
文献总结：
该研究开发了一种基于间充质基质细胞（MSC）的微流控类器官芯片（organoid-on-a-chip）平台，用于模拟肝细胞癌（HCC）的肿瘤微环境（TME），并预测患者对免疫治疗（如抗PD-L1药物）的响应。通过结合患者来源的类器官（PDO）、外周血单核细胞（PBMC）和MSC，该平台实现了高通量药物筛选，显著提高了HCC类器官培养的成功率和效率，同时更精确地模拟了肿瘤免疫微环境。
图1：微流控芯片设计与功能
研究内容：展示多层微流控芯片的结构，包括药物输送层（Y通道）、细胞加载层（X通道）和底部微孔阵列（36个单元，每个单元含19个U型微孔）。芯片通过湍流应力实现细胞均匀分布，缩短类器官培养时间（7天），并提高尺寸均一性（与传统96孔板相比）。
关键结论：芯片设计优化了高通量药物筛选流程，降低成本和时间。
图2：MSC促进HCC-PDO培养
研究内容：
MSC与HCC活检或手术样本共培养，将活检来源的PDO成功率从27%提升至54%，并加速PDO生长（MSC分泌条件培养基CM具有协同作用）。
免疫荧光显示MSC共培养的PDO高表达AFP（肝癌标志物）、Vimentin（间质标志）和Ki67（增殖标志），更接近原发肿瘤特性。
关键结论：MSC通过旁分泌因子支持PDO生长，模拟肿瘤微环境中的基质细胞作用。
图3：MSC与CAF在促进PDO生长中的等效性
研究内容：
自体癌症相关成纤维细胞（CAF）与异体MSC在促进PDO生长方面效果相似（生长曲线一致）。
RNA测序显示，低传代MSC（P5）经肿瘤条件培养基诱导后，基因表达谱接近CAF（如肿瘤生长、免疫抑制相关基因上调），而高传代MSC（P10）失去此能力。
关键结论：MSC可分化为CAF样细胞，但传代次数影响其功能，P5-P8为最佳使用阶段。
图4：MSC促进单核细胞存活及M2极化
研究内容：
MSC与PBMC共培养显著提高单核细胞（CD14+）存活率（持续15天），并诱导其分化为M2型巨噬细胞（CD163+、IL-10、Arg-1高表达）。
MSC-PDO-PBMC模型重现原发肿瘤TME特征，包括大量CD14+巨噬细胞浸润和免疫抑制表型。
关键结论：MSC通过细胞接触和分泌因子维持免疫抑制性TME，模拟肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的作用。
图5：化疗/靶向药物敏感性测试
研究内容：
MSC-PDO-PBMC模型与传统PDO模型对化疗药物（奥沙利铂、5-FU、顺铂）和靶向药（索拉非尼）的敏感性一致，但芯片平台缩短检测时间。
CD44阳性PDO（如PDO15）对索拉非尼耐药，与患者临床反应一致。
关键结论：模型可准确预测化疗/靶向药物疗效，芯片平台提高通量。
图6：免疫治疗预测的精准性
研究内容：
MSC共培养上调PD-L1表达（肿瘤细胞和巨噬细胞），增强抗PD-L1药物（Atezolizumab）的敏感性。
临床耐药患者（PDO25）的模型显示CD38高表达，与抗PD-L1耐药相关；敏感患者（PDO26）模型预测结果与临床部分缓解（PR）一致。
关键结论：MSC-PDO-PBMC模型比传统PDO更精准预测免疫治疗响应，避免假阳性。
研究创新点：
技术突破：微流控芯片整合TME（MSC、PBMC、PDO），实现高通量、均一化药物筛选。
临床价值：将活检PDO培养成功率提高至54%，缩短培养时间至1-2周，助力个性化治疗。
机制揭示：MSC通过分化为CAF样细胞和诱导M2巨噬细胞极化，模拟免疫抑制微环境。
应用前景：该平台为HCC免疫治疗疗效预测提供新工具，尤其适用于PD-L1表达阴性或免疫浸润不足患者的用药指导。
