Galunisertib

喜欢我们，设为星标，接收最新类器官进展与资讯！知识星球搜索“肠道类器官”获取更加专业的培养基配方、标准方案、AI类器官工具和技术手册。 传播科学知识 促进同行交流 推动产业发展 服务国家战略 本公众号由Organoid Agent智能体强力赋能，让您的类器官研究始终站在潮头浪尖！ 推荐语 该研究聚焦胃癌治疗中 TGFβ 靶向疗法临床疗效不佳的核心悖论，通过多维度实验揭示了 TGFβ 在胃癌中的双重作用机制：既通过促进上皮 - 间质转化等特性推动恶性进展，又保留对部分胃癌细胞的抑癌效应 —— 这一效应依赖 DLD（二氢硫辛酰胺脱氢酶）介导的代谢调控，即 TGFβ 通过 SMAD3/4 依赖的 ACAT1 线粒体 - 核转运，降低 DLD-K430 乙酰化水平，抑制 PDH 与 α-KGDH 活性，干扰三羧酸循环及细胞能量代谢。研究进一步证实，单独使用抗 TGFβ 药物（如 galunisertib）会解除上述代谢抑制，反而加速肿瘤生长；而联合 DLD 抑制剂 devimistat，可在胃癌 PDX 模型、类器官及转移模型中，同时抑制转移与肿瘤增殖，显著延长生存期且无明显毒性。该研究不仅破解了 TGFβ 疗法的临床瓶颈，更揭示了代谢调控在 TGFβ 抑癌功能中的核心地位，为胃癌精准联合治疗提供了全新的机制依据与转化方向。 技术路线图科学背景与研究现状一、胃癌诊疗的临床困境与研究紧迫性胃癌（Gastric Cancer）作为全球高发的消化系统恶性肿瘤，在我国呈现 “高发病率、高死亡率、低早期诊断率” 的严峻态势。数据显示，我国早期胃癌诊断率仅 10%-20%，远低于日本等筛查普及国家的 50%-70%，多数患者确诊时已进入中晚期。中晚期胃癌患者 5 年生存率仅 20%-30%，而早期患者术后 5 年生存率可达 90% 以上，这种预后差异凸显了现有诊疗体系的短板。目前，晚期胃癌治疗以化疗、靶向治疗及免疫治疗为主，但疗效均存在局限。化疗易引发耐药与严重不良反应，HER2 靶向治疗仅适用于约 15% 的患者，PD-(L) 1 抑制剂单药有效率不足 20%。因此，挖掘新的治疗靶点与策略，破解胃癌治疗瓶颈，成为临床与基础研究的迫切需求。二、TGF-β 信号通路的双重角色与研究进展（一）核心概念与生理功能转化生长因子 -β（Transforming Growth Factor-β，TGF-β）是一类多功能细胞因子，在细胞增殖、分化、凋亡及免疫调节等生物学过程中发挥核心调控作用。其信号传递主要通过跨膜受体复合物激活下游 SMAD 家族蛋白（如 SMAD3/4），进而调控靶基因转录，这一通路被称为 SMAD 依赖型信号通路。（二）肿瘤中的 “双面性” 研究TGF-β 在肿瘤发生发展中的作用具有显著阶段性差异，这一特性被称为 “TGF-β 悖论”。在正常细胞与肿瘤早期，TGF-β 通过抑制细胞周期进程、诱导凋亡发挥抑癌作用；而在肿瘤晚期，肿瘤细胞通过基因突变、表观修饰等机制逃逸其抑制，TGF-β 转而通过促进上皮 - 间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）、血管生成及免疫抑制发挥促癌作用。EMT 是胃癌进展的关键机制，指上皮细胞失去极性转化为间质表型的过程，可显著增强肿瘤细胞的侵袭与转移能力，而 TGF-β 正是 EMT 的核心驱动因子。临床数据显示，胃癌组织中 TGFB1 与 TGFβ 受体 Ⅰ（TGFβRⅠ）表达上调，且与患者低生存率密切相关，进一步证实其促癌效应的临床相关性。三、TGF-β 靶向治疗的临床挑战与机制空白（一）靶向策略的研发进展基于 TGF-β 的促癌特性，科研人员开发了三类靶向药物：一是小分子抑制剂（如针对 TGFβRⅠ 的 galunisertib），二是中和抗体，三是 PD-(L) 1/TGF-β 双靶点融合蛋白（如恒瑞医药的 SHR-1701）。其中，SHR-1701 在 Ⅲ 期临床试验中展现出潜力，联合化疗使 HER2 阴性胃癌患者中位总生存期从 11.2 个月延长至 15.8 个月，但仍存在部分患者耐药及不良反应问题。（二）单一靶向治疗的核心困境尽管理论上阻断 TGF-β 应抑制肿瘤进展，但临床实践却暴露严重悖论：galunisertib 等单一抑制剂在胃癌模型中不仅疗效不佳，反而可能加速肿瘤生长。这一现象揭示现有研究存在关键空白：抑癌机制认知缺失：目前研究多聚焦于 TGF-β 的促癌效应，对其在晚期胃癌中是否保留抑癌功能及调控机制知之甚少；信号通路交互不清：TGF-β 如何与其他细胞通路协同调控肿瘤表型，尤其在代谢层面的交互机制尚未明确；治疗窗口难以把握：缺乏区分 TGF-β 促癌与抑癌效应的分子标志物，导致靶向治疗 “顾此失彼”。四、肿瘤代谢重编程与 DLD 的潜在调控作用（一）肿瘤代谢重编程的核心特征肿瘤代谢重编程（Metabolic Reprogramming）是肿瘤细胞的关键特征，指肿瘤细胞通过改变代谢途径满足快速增殖的能量与物质需求。与正常细胞不同，肿瘤细胞即便在有氧条件下也优先进行糖酵解（即 “瓦伯格效应”），同时依赖谷氨酰胺分解维持三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycle，TCA 循环）运转，为核酸、脂类合成提供原料。TCA 循环是细胞能量代谢的核心枢纽，其功能异常直接影响肿瘤增殖。二氢硫辛酰胺脱氢酶（Dihydrolipoamide Dehydrogenase，DLD）是 TCA 循环中丙酮酸脱氢酶（PDH）与 α- 酮戊二酸脱氢酶（α-KGDH）的关键组成部分，直接调控循环速率与能量生成，但其在胃癌中的作用此前未被深入探索。（二）代谢与信号通路的交叉研究空白近年研究证实，致癌信号通路可调控代谢酶活性，而代谢异常也会反作用于信号传递，但 TGF-β 与 TCA 循环关键酶的关联研究几乎空白。已知蛋白质乙酰化修饰可动态调控代谢酶功能，乙酰辅酶 A 乙酰转移酶 1（Acetyl-CoA Acetyltransferase 1，ACAT1）作为重要乙酰转移酶，主要定位于线粒体调控代谢酶活性，但其是否参与 TGF-β 信号传导尚未见报道。五、科学问题的提出与研究必要性综合上述研究现状，核心科学问题逐渐清晰：TGF-β 在晚期胃癌中保留的抑癌效应依赖何种分子机制？为何单一靶向 TGF-β 会适得其反？代谢调控是否在其中发挥关键作用？这些问题的解决具有迫切必要性：其一，破解 TGF-β 疗法悖论可打破胃癌治疗僵局，为开发高效联合疗法提供依据；其二，揭示 TGF-β 与代谢酶的交互机制，能填补信号通路与代谢重编程交叉领域的研究空白；其三，基于机制发现的生物标志物可实现患者分层，推动胃癌精准治疗发展。该研究正是针对这些核心问题开展，其成果对基础研究与临床转化均具有重要意义。实验技术方法一、胃癌类器官的制备、培养与检测（核心技术之一）该研究中胃癌类器官（Gastric Cancer Organoid）的构建与检测是验证 TGFβ 代谢调控机制及联合治疗效果的重要环节，具体过程如下：1. 类器官分离与制备样本获取与预处理：取新鲜胃癌患者原发肿瘤组织，立即置于含 primocin（InvivoGen，抗菌剂）的冷 DMEM/F12 培养基（Gibco）中冰上运输；到实验室后用冷 PBS 反复冲洗去除血污，将组织剪切成≤1mm³ 的碎块。组织消化：将碎组织块加入含胶原酶和透明质酸酶的消化液，37℃恒温孵育 1 小时，期间轻轻震荡促进细胞解离；消化后以 300×g 离心 5 分钟收集细胞，加入红细胞裂解液（eBioscience）处理 5 分钟去除红细胞，随后用 100μm 细胞筛网（Corning）过滤，去除未消化的组织碎片。细胞计数与接种：离心收集过滤后的细胞，用少量 DMEM/F12 重悬并计数，取 4-5×10⁵个细胞与 300μL Matrigel（Corning，基质胶，模拟体内细胞外基质）充分混匀，滴加到预温的 24 孔板中，每孔 1 滴（约 50μL）；将板置于 37℃、5% CO₂培养箱中孵育 5-10 分钟，待 Matrigel 完全凝固。2. 类器官培养与传代完全培养基配方：以 Advanced DMEM/F12（Gibco）为基础，添加 10mM HEPES（Invitrogen，维持 pH 稳定）、1× 青霉素 - 链霉素（WISENT）、1×GlutaMAX（Gibco，补充谷氨酰胺）、1×B-27 Supplement（Gibco，细胞生长必需因子）、1mM N - 乙酰 - L - 半胱氨酸（Sigma，抗氧化）、10ng/mL EGF（Gibco，促进上皮细胞增殖）、25ng/mL FGF-10（Gibco，维持干细胞特性）、100ng/mL Wnt-3a（R&D，调控干细胞自我更新）、500ng/mL R-Spondin 1（R&D，激活 Wnt 通路）、100ng/mL Noggin（Gibco，抑制 BMP 通路）、10μM SB202190（Sigma，p38 抑制剂）、10μM Y-27632（MCE，ROCK 抑制剂，防止细胞凋亡）、1μM A 83-01（MCE，TGFβ 受体抑制剂，常规培养时添加；若进行 TGFβ 处理实验则省略）、10nM 人 Gastrin I（Sigma，促进胃上皮细胞分化）。传代操作：类器官培养 1-2 周后，当直径达到 200-300μm 时进行传代；吸弃孔中培养基，加入 TrypLE 消化液（Gibco），37℃孵育 5-10 分钟，期间用移液器轻轻吹打使类器官解离为单细胞或小细胞团；以 300×g 离心 5 分钟收集细胞，用新鲜 Matrigel 重悬，按 1:3-1:5 的比例重新接种到 24 孔板中，后续培养同上述步骤。3. 类器官检测与药物处理实验药物处理方案：为验证 TGFβ 及联合治疗的效果，实验设置 4 组处理：空白对照组（仅培养基）、TGFβ1 组（添加 10ng/mL TGFβ1）、TGFβ1+galunisertib 组（10ng/mL TGFβ1+20μM galunisertib，TGFβRⅠ 抑制剂）、TGFβ1+vactosertib 组（10ng/mL TGFβ1+2μM vactosertib，另一种 TGFβRⅠ 抑制剂）；药物处理后分别在第 0、2、4、8 天取样检测。检测指标与方法：采用明场显微镜（ZEISS）拍摄类器官形态，用 ImageJ 软件测量类器官直径（每组随机选取 30 个类器官，取平均值）；通过统计直径变化反映类器官增殖能力，结果显示 TGFβ1 可显著抑制类器官生长，而 galunisertib 或 vactosertib 可逆转该抑制效应，验证了 TGFβ 对类器官的抑癌作用及抗 TGFβ 药物的干预效果。二、细胞培养与基因操作技术1. 细胞系培养细胞系选择与培养基：实验使用多种细胞系，包括 HEK293T（ATCC，CRL-11268，用于病毒包装）、胃癌细胞系 HGC27（SIBCB，TCHu22）、MKN74（RIKEN，RCB1002）、NCI-N87（ATCC，CRL-5822），结直肠癌细胞系 DLD-1（ATCC，CCL-221）、SW480（ATCC，CCL-228）等；其中 HEK293T 用高糖 DMEM（Gibco）培养，HGC27、MKN74 用 RPMI-1640（Gibco）培养，AGS（ATCC，CRL-1739）用 Ham’s F-12K（Gibco）培养，所有培养基均添加 10% 胎牛血清（FBS，Gibco）和 1× 青霉素 - 链霉素；细胞置于 37℃、5% CO₂ humidified incubator 中培养，定期用支原体检测试剂盒验证无支原体污染。2. 基因克隆与病毒包装shRNA 与突变体构建：针对 DLD、ACAT1、KAT2B 的 shRNA 序列通过 PCR 扩增后，克隆到 pCLenti-U6-shRNA-CMV-Puro-WPRE 载体（OBio）；构建 shRNA 抗性的 DLD 野生型（rDLD-WT）、突变体（rDLD-K430R、rDLD-K430Q）时，在 DLD 基因中引入同义突变（避开 shRNA 靶向位点）及 K430 位点的错义突变，克隆到 pLenti-EGFP-F2A-Hygro-CMV-MCS-WPRE 载体；构建 HA-tagged DLD 突变体（K66R、K122R 等）、Myc-tagged DLD 突变体时，通过定点突变引入相应位点突变，克隆到 pcDNA3.1 载体（OBio）。慢病毒生产与细胞转染：在 T25 培养瓶中培养 HEK293T 细胞，待密度达 70%-80% 时，用 ViaFect 转染试剂（Promega）共转染 2μg 目标质粒、2.8μg 包装质粒 psPAX2 和 1.56μg 包膜质粒 pMD2.G；转染 72 小时后收集上清液（含慢病毒），用 0.45μm 滤膜过滤；细胞感染时，在培养基中加入慢病毒和 8μg/mL polybrene（OBio，增强病毒感染效率），孵育 24 小时后，用嘌呤霉素（Sigma，2μg/mL）或潮霉素 B（Sigma，500μg/mL）筛选细胞，直至空白对照组细胞全部死亡，获得稳定转染细胞系。三、动物模型构建与检测技术1. 皮下移植瘤模型动物选择与细胞接种：选用 6 周龄 BALB/c-nu 裸鼠（Vital River），右侧背部皮下注射 2×10⁶个 HGC27 细胞（或稳定转染 DLD 突变体的 HGC27 细胞），每只小鼠注射 0.2mL 细胞悬液。药物处理与检测：待肿瘤体积达 50-100mm³ 时，将小鼠随机分为 4 组（n=6 / 组）：溶剂对照组（腹腔注射生理盐水）、galunisertib 组（75mg/kg，腹腔注射）、vactosertib 组（40mg/kg，腹腔注射）、devimistat 组（25mg/kg，腹腔注射），每 3 天给药 1 次；用游标卡尺每 3 天测量肿瘤长径（L）和短径（W），按公式 “肿瘤体积 =（L×W²）/2” 计算体积；给药 27 天后处死小鼠，剥离肿瘤称重，通过体积和重量变化评估药物对肿瘤生长的影响。2. 原位胃癌 PDX 模型（患者来源异种移植模型）组织接种：取新鲜胃癌患者手术标本，修剪为 1×1×1mm³ 的组织块，选用 6 周龄 NSG 小鼠（Gempharmatech），麻醉后打开腹腔，将组织块缝合到胃腺浆膜面，逐层关腹。药物处理与生存分析：术后 1 周，将小鼠随机分为 3 组（n=10 / 组）：溶剂对照组、galunisertib 组（75mg/kg，腹腔注射，q3d）、galunisertib+devimistat 组（75mg/kg galunisertib+25mg/kg devimistat，腹腔注射，q3d）；每日观察小鼠状态，记录生存时间，用 Kaplan-Meier 法绘制生存曲线，log-rank 检验分析组间差异；实验终点为小鼠自然死亡或出现进食困难、活动受限等症状时实施安乐死。3. 转移模型（腹腔 / 肺转移）细胞准备与接种：构建稳定表达荧光素酶（luciferase）的 HGC27 细胞（HGC27-luc），腹腔转移模型通过腹腔注射 2×10⁶个 HGC27-luc 细胞，肺转移模型通过尾静脉注射 2×10⁶个 HGC27-luc 细胞（均为 6 周龄 BALB/c-nu 小鼠，n=6 / 组）。药物处理与生物发光检测：接种后 1 周开始给药，分组同原位 PDX 模型，给药 8 周后，腹腔注射 1.5mg D - 荧光素钾盐（PerkinElmer，溶于 100μL 生理盐水），15 分钟后用 IVIS Spectrum 活体成像系统（PerkinElmer）检测生物发光信号，定量分析腹腔或肺部的肿瘤转移 burden；随后处死小鼠，解剖观察转移灶数量，验证药物对转移的抑制效果。四、分子生物学检测技术1. 免疫沉淀（IP）与免疫印迹（IB）样本制备：收集处理后的细胞，加入含蛋白酶 / 磷酸酶抑制剂混合物（Thermo Fisher Scientific）的 IB/IP 裂解液（Beyotime），冰上裂解 30 分钟，16000×g、4℃离心 10 分钟，取上清用 BCA 蛋白定量试剂盒（Thermo Fisher Scientific）测定蛋白浓度，调整各组蛋白浓度一致。IP 实验步骤：取 500μg 蛋白上清，加入 5μg 目标抗体（如抗 DLD、抗 ACAT1 抗体）和 20μL 蛋白 A/G 磁珠（MCE），4℃旋转孵育过夜；次日用裂解液洗涤磁珠 3 次（每次 5 分钟），加入 5×SDS 上样缓冲液，95℃煮沸 5 分钟，收集上清即为 IP 产物。IB 实验步骤：蛋白样本（含 IP 产物）经 SDS-PAGE 凝胶电泳分离后，转移到 0.45μm PVDF 膜（Millipore）；5% 脱脂牛奶 - TBST 封闭 1 小时，加入一抗（如抗 DLD-K430ac、抗 p-SMAD2/3、抗 Vinculin，1:1000 稀释于 5% BSA-TBST），4℃孵育过夜；TBST 洗膜 3 次（每次 10 分钟），加入 HRP 偶联二抗（1:5000 稀释于 5% 脱脂牛奶 - TBST），室温孵育 1 小时；洗膜后用 SuperSignal West Femto 底物（Thermo Fisher Scientific）显色，ChemiDoc MP 成像系统（Bio-Rad）获取图像，ImageJ 软件定量条带灰度值。2. 免疫组化（IHC）组织处理：胃癌组织、癌旁正常组织及腹腔转移灶标本经 4% 多聚甲醛固定、石蜡包埋，制作 4μm 厚切片；切片 65℃烘烤 2 小时脱蜡（二甲苯 2 次，每次 15 分钟），梯度乙醇（100%→95%→70%）水化， each step 5 分钟，蒸馏水洗 5 分钟。抗原修复与染色：3% H₂O₂- 甲醇溶液室温孵育 10 分钟，阻断内源性过氧化物酶；用 10mM 柠檬酸盐缓冲液（pH6.0）或 0.5mM EDTA（pH8.0）煮沸 20 分钟进行抗原修复，室温冷却 20 分钟；5% BSA-PBST 封闭 1 小时，加入一抗（抗 TGFβ1、抗 TβR1、抗 DLD-K430ac，1:200 稀释），4℃孵育过夜；PBST 洗 3 次后，加入 Dako REAL EnVision 检测系统（Peroxidase/DAB+），室温孵育 30 分钟；DAB 显色，苏木素复染，脱水透明后封片。结果判读：根据阳性细胞比例（0%-100%）和染色强度（0 = 无染色，1 = 淡黄色，2 = 棕黄色，3 = 棕褐色）计算 IHC 评分，评分 = 阳性细胞比例 × 染色强度；用 Kaplan-Meier 法分析评分与患者生存率的关联，t 检验分析不同组织类型的评分差异。五、代谢分析技术（核心技术之二）1. 非靶向代谢组学分析样本处理：取 10ng/mL TGFβ1 处理 6 小时的 HGC27 细胞（2×10⁷个），加入 1mL 乙腈：甲醇：水 = 2:2:1（v/v/v）混合液，液氮快速冷冻，室温解冻后用组织研磨仪匀浆，16000×g、4℃离心 10 分钟；取上清真空干燥，用 0.1% 甲酸（含 4ppm 内标 2 - 氨基 - 3-(2 - 氯苯基)- 丙酸）: 乙腈 = 9:1（v/v）复溶，0.22μm 滤膜过滤。LC-MS 检测参数：采用 Vanquish UHPLC 系统（Thermo Fisher Scientific）耦合 Q Exactive 质谱仪；色谱柱为 ACQUITY UPLC HSS T3 柱（150×2.1mm，1.8μm，Waters），柱温 40℃，流速 0.25mL/min，进样量 2μL；正离子模式流动相：A（0.1% 甲酸 - 乙腈）、B（0.1% 甲酸 - 水），梯度：0-1min 2% A，1-9min 2%-50% A，9-12min 50%-98% A，12-13.5min 98% A，13.5-14min 98%-2% A，14-20min 2% A；负离子模式流动相：C（乙腈）、D（5mM 甲酸铵），梯度同正离子模式；质谱采用 ESI 源，Full MS-ddMS² 模式，分辨率 70000（Full MS）/17500（MS/MS），喷雾电压 + 3.5kV/-2.5kV，毛细管温度 325℃。数据分析：用 ROPLS R 包进行主成分分析（PCA），筛选差异代谢物；Metabolite Set Enrichment Analysis（MSEA）进行代谢通路富集，发现 TGFβ1 处理后三羧酸循环（TCA 循环）相关代谢物显著变化。2. 氧消耗率（OCR）检测（线粒体呼吸功能分析）实验原理：OCR 反映细胞线粒体有氧呼吸速率，是评估线粒体功能的关键指标；通过 Seahorse XFe24 分析仪（Agilent）实时监测 OCR 变化，可计算基础呼吸、ATP 生成呼吸、最大呼吸等参数。操作步骤：提前 1 天在 Seahorse 24 孔板中接种 2×10⁴个 HGC27/MKN74 细胞，37℃、5% CO₂孵育过夜；同时将 Seahorse 传感器 cartridge 用校准液 37℃、无 CO₂孵育过夜；实验当天更换为含 1mM 丙酮酸、2mM 谷氨酰胺、10mM 葡萄糖的 Seahorse 基础培养基，37℃、无 CO₂孵育 1 小时；放入分析仪中检测，依次注射 1mmol/L 寡霉素 A（抑制 ATP 合成酶，测质子泄漏）、0.5mmol/L FCCP（解偶联剂，测最大呼吸）、0.5mmol/L 鱼藤酮 / 抗霉素 A（抑制呼吸链复合体 Ⅰ/Ⅲ，测非线粒体呼吸）；每个检测点记录 OCR 值，最终数据用 BCA 蛋白定量结果归一化。3. 代谢 flux 分析（同位素标记追踪）葡萄糖 / 谷氨酰胺追踪：HGC27 细胞经 TGFβ1 处理 6 小时后，葡萄糖追踪组更换为含 2g/L ¹³C₆- 葡萄糖（Sigma）的 SILAC RPMI-1640 培养基，谷氨酰胺追踪组更换为含 300mg/L ¹³C₅- 谷氨酰胺（Sigma）的培养基，37℃孵育 2 小时；液氮终止代谢，加入 - 80℃预冷的 80% 甲醇提取代谢物。衍生化与 GC-MS 检测：提取液真空干燥后，加入 30μL 20mg/mL 甲氧胺盐酸盐 - 吡啶溶液，37℃孵育 90 分钟；再加入 30μL MTBSTFA（含 1% tBDMS，Regis Technologies），37℃孵育 90 分钟完成衍生化；采用 Agilent 7890 GC-5975C MS 系统，DB-5MS 色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm），程序升温：100℃保持 2 分钟，10℃/min 升至 180℃，5℃/min 升至 260℃，10℃/min 升至 300℃，保持 8 分钟；EI 离子源（230℃），全扫描模式（m/z 50-600）；用 IsoCor 软件校正自然同位素丰度，分析 TCA 循环中间体的同位素标记比例（如 M+3 丙酮酸→M+2 柠檬酸的转化效率），评估代谢通路通量。六、其他关键技术1. 质谱分析 DLD 乙酰化位点样本处理：IP 获取的 DLD 蛋白用 SDT 裂解液（4% SDS、100mM DTT、100mM Tris-HCl pH8.0）煮沸 + 超声处理，16000×g 离心 10 分钟取上清；加入 0.05M TCEP 60℃还原 1 小时，55mM MMTS 室温避光烷基化 45 分钟；胰蛋白酶按 1:50（酶：蛋白）过夜酶解，再按 1:100 补加酶孵育 4 小时，肽段真空干燥。LC-MS/MS 检测：肽段用 0.1% 甲酸 - 2% 乙腈复溶，上样到 Acclaim PepMap RSLC C18 柱（75μm×150mm），50 分钟梯度洗脱（5%-90% 乙腈），耦合 Q Exactive Orbitrap 质谱仪；DDA 模式，Full MS 分辨率 70000，MS/MS 分辨率 17500，NCE=27，动态排除 30 秒；MASCOT 软件搜索 Uniprot 人数据库，固定修饰为半胱氨酸 carbamidomethylation，可变修饰为赖氨酸乙酰化，匹配肽段并确定乙酰化位点（如 K430）。2. 分子对接与分子动力学模拟分子对接：DLD 与 devimistat 对接时，采用 DLD 晶体结构（PDB ID:1ZMC），devimistat 结构从 ZINC 数据库获取（ZINC43208701），用 AutoDock4 软件进行对接，计算结合能（-16.82kJ/mol）；ACAT1 与 SMAD3/4 对接时，采用 ACAT1 四聚体（PDB ID:2F2S）和 SMAD3/3/4 异源三聚体（PDB ID:1U7F），通过 HDOCK 服务器对接，筛选结合能最优构象。分子动力学模拟：以 DLD 二聚体结构（PDB ID:2F5Z）为初始构象，用 Pymol 构建 K430R、K430Q 突变体；Amber 软件进行模拟，TIP3P 水模型溶剂化，加入 Na⁺中和电荷；NVT ensemble 升温（10K→300K，100ps），NPT ensemble 平衡（500ps），生产模拟 100ns；计算 Root Mean Square Deviation（RMSD）评估结构稳定性，MM/GBSA 方法计算结合能，结果显示 K430Q 突变体二聚体稳定性最高，K430R 最低。关键结果图表该研究首先聚焦临床中转化生长因子 -β（TGFβ）靶向疗法在胃癌（GC）治疗中疗效不佳的核心问题 —— 尽管 TGFβ 被证实可促进 GC 的恶性进展（如转移），但针对该通路的抑制剂（如 galunisertib、vactosertib）不仅未改善患者生存，反而存在加速肿瘤生长的风险，这一悖论提示学界对 TGFβ 在 GC 中的功能认知仍不完整。基于此，研究团队提出核心假说：TGFβ 在 GC 中具有 “双重功能”，除促癌效应外，仍保留对部分 GC 细胞的肿瘤抑制作用，且该抑癌效应可能通过调控细胞代谢实现；若能明确这一代谢调控机制，联合靶向 TGFβ 通路与代谢靶点或可突破现有治疗瓶颈。为验证该假说，研究团队采用多维度研究思路，涵盖临床样本分析（12 对 GC 原发灶、癌旁组织及腹腔转移灶的 bulk RNA 测序，97 例配对样本的免疫组化检测）、细胞与分子实验（代谢组学、同位素标记追踪、免疫沉淀、酶活检测）、动物模型验证（皮下移植瘤、原位患者来源异种移植（PDX）、腹腔 / 肺转移模型）及类器官实验，系统解析 TGFβ 的功能机制及联合治疗效果。一、抗 TGFβ 疗法在 GC 模型中的悖论效应：抑制转移却加速原发灶生长研究团队首先通过 bulk RNA 测序分析 12 例 GC 患者的原发灶、癌旁组织及腹腔转移灶，发现上皮 - 间质转化（EMT）是 GC 进展中最显著富集的通路（图 1B），而 TGFβ 通路是 EMT 的核心调控者；进一步结合 TCGA、GTEx 数据库及 97 例临床样本的免疫组化验证，证实 GC 组织中 TGFB1、TGFβ 受体 Ⅰ（TβR1）的表达随疾病进展（正常→原发灶→腹腔转移灶）逐渐升高，且其高表达与患者较差的总生存期显著相关（图 1C-E），提示 TGFβ 通路的促癌效应。为评估靶向 TGFβ 的治疗潜力，团队构建 GC 原位 PDX 模型，采用两种进入临床实验的 TβR1 抑制剂（galunisertib、vactosertib）处理，结果显示：尽管解剖学检查发现药物可减少转移灶数量（图 1G），但未延长模型小鼠的生存期，反而呈现生存期缩短趋势（图 1H）；更关键的是，¹⁸F - 氟代脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）PET/CT 成像显示，抗 TGFβ 治疗后原位肿瘤的体积更大、代谢活性更高（SUVmean 显著升高，图 1I-J），直接证实该疗法存在 “抑制转移却加速原发灶生长” 的悖论。为探究悖论的原因，团队检测 GC 与结直肠癌细胞系对 TGFβ1 的敏感性，发现多数 GC 细胞（如 HGC27、MKN74）仍保留对 TGFβ1 的生长抑制敏感性，而结直肠癌细胞多已逃逸该抑癌效应（图 1K）；进一步在 HGC27 皮下移植瘤及 GC 患者来源类器官中验证，证实 galunisertib 或 vactosertib 可逆转 TGFβ1 的抑癌作用，促进肿瘤 / 类器官生长（图 1L-P），且这一效应仅在 TGFβ 通路完整的 GC 细胞中存在（TGFβ 信号缺陷的 HCT116 细胞无此现象），提示抗 TGFβ 疗法的悖论源于其解除了 TGFβ 对 GC 细胞的固有抑癌效应。二、TGFβ 通过抑制 TCA 循环关键酶 PDH/α-KGDH 调控 GC 代谢，核心依赖 DLD 的 K430 乙酰化修饰为明确 TGFβ 抑癌效应的分子机制，研究团队聚焦细胞代谢 —— 基于 ¹⁸F-FDG PET/CT 显示的肿瘤代谢活性变化，对 TGFβ1 处理的 HGC27 细胞进行非靶向代谢组学分析，发现其代谢谱与对照组存在显著差异，且差异代谢物主要富集于三羧酸循环（TCA 循环）（图 2A-D）；Seahorse 实时细胞代谢分析进一步证实，TGFβ1 可显著降低 GC 细胞的氧消耗率（OCR），提示线粒体呼吸功能受损，而 galunisertib 可逆转这一效应（图 2E-F）。为定位 TCA 循环中的关键调控步骤，团队采用 [U-¹³C₆]- 葡萄糖和 [U-¹³C₅]- 谷氨酰胺进行同位素标记追踪，发现 TGFβ1 处理后，M+3 丙酮酸向 M+2 柠檬酸的转化、M+2 α- 酮戊二酸（α-KG）向 M+2 琥珀酸的转化显著减少（图 2I-J），[U-¹³C₅]- 谷氨酰胺标记的 M+5 α-KG 向 M+4 琥珀酸的转化也显著降低（图 2K-L），这些反应分别由 TCA 循环中的丙酮酸脱氢酶（PDH）、α- 酮戊二酸脱氢酶（α-KGDH）催化；酶活检测证实，TGFβ1 可显著抑制 GC 细胞及类器官中 PDH 与 α-KGDH 的活性，但对柠檬酸合酶（CS，TCA 循环另一关键酶）无影响（图 2M-O），明确 TGFβ 通过靶向 PDH/α-KGDH 抑制 TCA 循环。由于 PDH 与 α-KGDH 均为多酶复合物，共享二氢硫辛酰胺脱氢酶（DLD）作为 E3 亚基，研究团队进一步探究 DLD 的作用：敲低 DLD 后，TGFβ1 对 PDH/α-KGDH 活性及 OCR 的抑制效应完全消失，且 galunisertib 无法再促进肿瘤生长（补充图 3A-I），证实 DLD 是 TGFβ 代谢调控的核心介质。后续研究发现，TGFβ1 不影响 DLD 的 mRNA 或蛋白总量，而是通过降低其乙酰化水平调控功能；通过 LC-MS/MS 鉴定出 DLD 的 10 个潜在乙酰化位点，构建位点突变体后发现，仅 K430 位点突变（K430R，模拟去乙酰化；K430Q，模拟乙酰化）可阻断 TGFβ1 对 DLD 功能的调控——K430R 显著抑制 PDH/α-KGDH 活性及 OCR，K430Q 则显著增强其活性，且 TGFβ1 对两种突变体均无调控作用（图 3C-F）。免疫组化检测进一步显示，GC 组织中 DLD-K430 乙酰化（DLD-K430ac）水平显著低于癌旁正常组织，腹腔转移灶中最低，且 DLD-K430ac 高表达与患者更长的总生存期显著相关（图 3N-O），提示该修饰位点的临床意义。三、TGFβ 通过 SMAD3/4 依赖的 ACAT1 核转位降低 DLD-K430ac，且联合 DLD 抑制剂可破解抗 TGFβ 疗法悖论为解析 TGFβ 调控 DLD-K430ac 的上游机制，研究团队通过免疫沉淀结合质谱，筛选出与 DLD 相互作用的乙酰转移酶 —— 乙酰辅酶 A 乙酰转移酶 1（ACAT1）（图 5A）；体外 GST pull-down 与乙酰化实验证实，ACAT1 可直接结合 DLD 并催化其 K430 乙酰化（图 5C-D）。进一步研究发现，TGFβ1 处理不影响 ACAT1 的表达总量，但会显著抑制其线粒体定位、促进核转位（图 5F-G），且这一过程依赖 SMAD3/4：敲低 SMAD3 或 SMAD4 后，TGFβ1 无法降低 DLD-K430ac，而敲低 SMAD2 无影响（图 5J）；免疫沉淀与免疫荧光显示，TGFβ1 可增强 ACAT1 与磷酸化 SMAD3（p-SMAD3）及 SMAD4 的相互作用，且 p-SMAD3 的 S423/S425 磷酸化是结合关键（图 5K-O），证实 TGFβ 通过激活 SMAD3/4 复合物，促进 ACAT1 核转位，进而减少线粒体中 DLD 的乙酰化。基于上述机制，研究团队提出 “抗 TGFβ+DLD 抑制” 的联合治疗策略，选用 DLD 抑制剂 devimistat（CPI613，脂酸盐类似物，可抑制 PDH/α-KGDH）验证效果：分子对接与生物层干涉实验显示，devimistat 可直接结合 DLD（KD≈600nM，图 6B-D），且能有效抑制 PDH/α-KGDH 活性及 GC 细胞生长。在 HGC27 皮下移植瘤模型中，单独使用 galunisertib 可使肿瘤体积增加约 2 倍，而联合 devimistat 后，肿瘤体积显著小于对照组，且与单独 devimistat 组无差异（图 6E-I）；在 GC 腹腔转移模型中，联合治疗不仅减少转移灶数量（生物发光信号降低约 70%），还显著抑制转移灶生长（图 6J-M）；最关键的是，在原位 PDX 模型中，联合治疗使模型小鼠的中位生存期从对照组的 45 天延长至 82 天，显著优于任一单药治疗，且无明显体重下降（提示无毒性）（图 6N-O），彻底破解了抗 TGFβ 疗法的悖论。总结来看，该研究明确了 TGFβ 在 GC 中的 “双重功能” 机制：一方面通过促进 EMT 发挥促癌作用，另一方面通过 SMAD3/4-ACAT1-DLD 轴抑制 TCA 循环，保留抑癌效应；抗 TGFβ 疗法因解除后者导致治疗悖论，而联合 DLD 抑制剂可同时抑制 TGFβ 的促癌效应与肿瘤代谢活性，显著提升疗效。该研究不仅填补了 TGFβ 代谢调控机制的空白，还为 GC 临床治疗提供了可转化的联合策略。未来研究可进一步探索 ACAT1 从线粒体迁出的具体分子机制，以及在更大规模临床队列中验证 DLD-K430ac 作为疗效预测标志物的价值，同时优化 devimistat 与抗 TGFβ 药物的给药方案，推动临床转化。特色与创新之处首次破解抗 TGFβ 疗法在胃癌中的临床悖论，明确 TGFβ“双重功能” 的代谢调控基础。不同于以往仅关注 TGFβ 促癌效应（如驱动 EMT）或泛泛讨论其 “双重性” 的研究，该研究针对 “抗 TGFβ 药物抑制转移却加速原发灶生长” 这一临床关键矛盾，证实胃癌细胞即便进入晚期仍保留对 TGFβ 的抑癌敏感性 —— 这一效应并非依赖传统的细胞周期调控，而是通过调控三羧酸循环（TCA 循环）关键酶实现。这一发现填补了 “晚期胃癌中 TGFβ 抑癌功能是否存在及如何发挥作用” 的认知空白，为理解抗 TGFβ 疗法的局限性提供了首个明确的代谢机制解释，而非停留在信号通路层面的推测。揭示 “TGFβ-SMAD3/4-ACAT1-DLD-K430ac” 这一全新代谢调控轴，明确 DLD-K430 乙酰化为 TGFβ 抑癌效应的核心分子开关。研究首次发现乙酰辅酶 A 乙酰转移酶 1（ACAT1）可作为 TGFβ 信号的下游效应分子，通过与磷酸化 SMAD3/4 复合物结合实现线粒体 - 核转位，进而减少二氢硫辛酰胺脱氢酶（DLD）在 K430 位点的乙酰化；且 DLD-K430 乙酰化水平直接调控其 dimerization 及 PDH/α-KGDH 复合物组装，最终影响 TGFβ 的抑癌功能。这一轴的发现不仅串联起信号通路与代谢重编程，更鉴定出 DLD-K430ac 这一具有临床意义的分子标志物 —— 其在胃癌组织中低表达且与患者不良预后相关，为后续疗效预测与患者分层提供了精准靶点，而非传统代谢研究中泛化的酶活性调控。建立 “临床样本 - 细胞分子 - 类器官 - 动物模型” 多维度整合验证体系，实现机制研究与临床转化的紧密衔接。研究未局限于单一实验模型，而是从 12 例胃癌患者的原发灶 / 癌旁 / 转移灶 bulk RNA 测序、97 例临床样本免疫组化验证入手，结合非靶向代谢组学、¹³C 同位素标记追踪、免疫沉淀 - 质谱等技术解析分子机制；同时在胃癌类器官中验证药物对增殖的影响，在皮下移植瘤、原位患者来源异种移植（PDX）、腹腔 / 肺转移模型中层层验证联合治疗效果。这种多层面、递进式的验证体系避免了单一模型的局限性，使 “TGFβ 代谢调控机制” 与 “联合治疗策略” 均具备扎实的实验证据支撑，而非依赖体外细胞实验的初步推测。提出基于机制的理性联合治疗策略，突破胃癌精准治疗瓶颈。不同于以往 “抗 TGFβ 药物 + 化疗 / 免疫检查点抑制剂” 等经验性组合，该研究基于 “TGFβ 通过 DLD 调控代谢发挥抑癌效应” 的机制，针对性选择 DLD 抑制剂 devimistat 与抗 TGFβ 药物联用 —— 既通过抗 TGFβ 药物抑制胃癌转移（阻断 TGFβ 促癌效应），又通过 devimistat 抑制 DLD 活性（弥补抗 TGFβ 药物解除代谢抑制的缺陷）。在原位 PDX 模型中，该组合显著延长小鼠生存期且无明显毒性，同时在转移模型中实现 “抑转移 + 抑增殖” 双重效果，为晚期胃癌提供了首个基于代谢 - 信号通路交叉机制的精准联合方案，而非盲目试药式的治疗探索。拓展 ACAT1 的非代谢功能，揭示其在信号通路与代谢交叉调控中的全新角色。传统认知中 ACAT1 主要定位于线粒体参与脂质代谢，该研究首次发现其可作为乙酰转移酶与 SMAD3/4 复合物结合，在 TGFβ 刺激下发生核转位，进而调控代谢酶 DLD 的乙酰化。这一发现不仅拓展了 ACAT1 的功能边界，更揭示了 “信号通路通过调控代谢酶乙酰转移酶的亚细胞定位，实现对代谢通路精准调控” 的全新模式，为理解肿瘤中信号 - 代谢交叉网络提供了新视角，而非局限于代谢酶自身的活性变化研究。可以改进的地方[AI基于大数据总结，仅供参考]免疫缺陷动物模型无法模拟肿瘤免疫微环境对治疗效果的影响，导致联合治疗的免疫调控效应未被评估。该研究采用的 NSG 小鼠（重度免疫缺陷）和 BALB/c-nu 裸鼠（T 细胞缺陷）虽能支持胃癌移植瘤生长，但 TGFβ 通路本身具有显著的免疫调节功能（如抑制 T 细胞活化、促进调节性 T 细胞分化），而 DLD 抑制剂 devimistat 也可能通过影响肿瘤代谢间接调节免疫细胞功能（如肿瘤相关巨噬细胞的代谢表型）。现有模型无法检测联合治疗对肿瘤微环境中免疫细胞（如 CD8⁺T 细胞、M1/M2 型巨噬细胞）浸润、细胞因子（如 IFN-γ、IL-10）分泌的影响，导致联合治疗的 “免疫 - 代谢” 协同效应被忽略，而这一效应可能对临床疗效有重要贡献。建议后续采用免疫健全的同基因小鼠模型（如 MC38 胃癌细胞构建的 C57BL/6 小鼠模型）或人源化小鼠模型（如植入人外周血单核细胞的 NSG 小鼠），通过流式细胞术检测肿瘤内免疫细胞亚群比例，ELISA 检测血清及肿瘤组织中的细胞因子水平，免疫荧光检测免疫细胞与肿瘤细胞的共定位，明确联合治疗对肿瘤免疫微环境的调控作用，完善疗效机制的完整性。ACAT1 线粒体 - 核转位的分子细节缺失，未能阐明其脱离线粒体的具体调控机制。研究证实 TGFβ 通过 SMAD3/4 促进 ACAT1 从线粒体转移至细胞核，但 ACAT1 作为经典线粒体蛋白，其线粒体定位依赖 N 端的线粒体靶向序列（MTS），现有研究仅排除了 MTS 单独调控的可能性（构建 ACAT1ΔMTS 突变体），未探究 ACAT1 是否通过与线粒体膜蛋白相互作用维持线粒体定位，或是否存在其他翻译后修饰（如磷酸化、泛素化）调控其线粒体结合能力。例如，SMAD3/4 是否通过磷酸化 ACAT1 的特定位点（非 MTS 区域）破坏其与线粒体载体蛋白的相互作用，或招募核转运蛋白促进其入核，这些关键细节尚未明确，导致 ACAT1 转位机制的解释不完整。建议采用线粒体蛋白质组学筛选 ACAT1 的线粒体相互作用蛋白（如通过免疫沉淀结合质谱，检测 TGFβ 处理前后 ACAT1 结合的线粒体蛋白变化），预测并突变 ACAT1 上潜在的磷酸化 / 泛素化位点，通过免疫荧光和亚细胞分离实验验证这些突变对 ACAT1 转位的影响；同时利用核转运蛋白抑制剂（如 leptomycin B）阻断核输入，明确 ACAT1 是否依赖经典核转运途径入核，填补其转位机制的分子空白。临床转化证据中缺乏药物剂量优化及药代动力学（PK）/ 药效动力学（PD）关联分析，影响后续临床方案制定。研究采用固定剂量的 devimistat（25mg/kg）与 galunisertib（75mg/kg）联合治疗，但未开展剂量梯度实验（如 devimistat 设 10mg/kg、25mg/kg、50mg/kg，galunisertib 设 50mg/kg、75mg/kg、100mg/kg），无法确定两者的最佳剂量组合 —— 过高剂量可能增加毒性，过低剂量则可能疗效不足；同时未检测药物在小鼠体内的血药浓度变化（PK），也未建立血药浓度与肿瘤内 PDH/α-KGDH 活性、DLD-K430ac 水平（PD 指标）的关联，导致无法明确 “药物暴露量 - 靶点抑制 - 疗效” 的关系，而这是临床剂量确定的核心依据。此外，临床样本仅通过 IHC 检测 DLD-K430ac 的表达水平，未结合患者的治疗响应数据（如接受过抗 TGFβ 治疗的患者，DLD-K430ac 水平是否与肿瘤退缩率、无进展生存期相关），削弱了 DLD-K430ac 作为疗效预测标志物的临床价值。建议后续在 PDX 模型中开展剂量爬坡实验，检测不同剂量组合下小鼠的生存期、肿瘤体积及血清肝肾功能指标（评估毒性），筛选 “最大疗效 - 最小毒性” 的最佳剂量；通过高效液相色谱（HPLC）或液质联用（LC-MS）检测不同时间点小鼠血清中两种药物的浓度，绘制 PK 曲线；同时检测对应时间点肿瘤组织的 PDH/α-KGDH 活性和 DLD-K430ac 水平，建立 PK-PD 模型；此外，收集接受过抗 TGFβ 类药物治疗的胃癌患者临床样本（至少 50 例），通过 IHC 检测 DLD-K430ac，分析其与治疗响应（RECIST 标准评估）、生存期的相关性，验证其作为疗效标志物的临床适用性。未系统评估联合治疗对正常组织代谢及器官毒性的影响，安全性数据不充分。Devimistat 靶向的 PDH/α-KGDH 是正常组织（如心脏、肝脏、大脑，这些器官代谢活跃，依赖线粒体有氧呼吸）中的关键代谢酶，研究仅通过小鼠体重变化评估毒性，未检测这些高代谢器官的功能及代谢状态 —— 例如，长期抑制 PDH 可能导致心肌细胞能量供应不足，引发心肌损伤（如心肌酶升高）；肝脏作为代谢中枢，DLD 抑制可能影响肝糖原分解或脂肪酸氧化，导致肝功能异常。现有研究未检测血清中心肌酶（CK-MB、cTnI）、肝酶（ALT、AST）、肾功能指标（肌酐、尿素氮），也未通过组织病理学染色观察正常肝脏、心脏、胃组织的结构变化，更未分析这些正常组织中 PDH/α-KGDH 活性及 DLD-K430ac 水平，无法排除联合治疗对正常组织的脱靶损伤风险。建议在动物实验终点，除体重外，额外检测小鼠血清中的心肌酶、肝肾功能指标；对正常肝脏、心脏、胃组织进行 HE 染色，观察是否存在细胞坏死、炎症浸润等病理改变；通过酶活检测和免疫组化，分析这些正常组织中 PDH/α-KGDH 活性及 DLD-K430ac 水平，对比肿瘤组织与正常组织的药物敏感性差异，评估联合治疗的组织特异性毒性，为后续临床安全性监测提供依据。对胃癌亚型异质性的考虑不足，未明确 TGFβ-DLD 轴在不同分子亚型胃癌中的适用性。胃癌具有高度异质性，根据 Lauren 分型可分为肠型、弥漫型和混合型，不同亚型的分子特征（如 TGFβ 通路活性、代谢表型）存在显著差异 —— 例如，弥漫型胃癌常伴随 CDH1（E - 钙粘蛋白）突变，EMT 程度更高，可能对 TGFβ 的促癌效应更敏感，而肠型胃癌可能更依赖糖酵解代谢。该研究采用的胃癌细胞系（HGC27、MKN74）和 PDX 模型未明确分型，也未比较不同亚型中 TGFβ 对 PDH/α-KGDH 的抑制效率、DLD-K430ac 水平及联合治疗的疗效差异，可能导致联合治疗策略仅适用于特定亚型，而在其他亚型中无效甚至有害。建议后续收集不同 Lauren 分型（肠型≥3 例、弥漫型≥3 例、混合型≥2 例）的胃癌细胞系和 PDX 模型，通过 qPCR 检测各亚型中 TGFB1、TGFBR1、DLD、ACAT1 的 mRNA 表达水平，用 Western blot 检测 p-SMAD3、DLD-K430ac 的蛋白水平；在各亚型细胞系和 PDX 模型中开展 TGFβ 处理实验，比较 PDH/α-KGDH 活性的抑制程度；进一步在不同亚型 PDX 模型中验证联合治疗的疗效，明确该策略的适用亚型范围，避免临床应用中 “一刀切” 的问题，提升精准治疗水平。求点赞求分享求推荐如果你想在此显示您的广告信息，请联系我们。 与万千同行共同关注类器官！ 关注我们 肠道类器官（Organoid Bulletin）本公众号由AI智能体ORGANOID AGENT驱动赋能，您可以直接与公众号对话，获得最专业的类器官知识指导与信息。 我们致力于发布本领域优质资讯与评述，推送国内外类器官与干细胞相关领域最新研究论文、综述与技术进展。发布科普文章、专家观点评论、行业分析、招聘信息和会议通知。您可以在微信、小红书、百家号、企鹅号、今日头条、知乎和Bilibili关注我们。秉承干细胞与类器官创新计划组织(ISCO)愿景，我们积极传播科学知识，促进同行交流，推动产业发展，服务国家战略，积极为类器官与干细胞技术发展提供助力。欢迎各位关注、分享、转载、投稿！原创内容欢迎转载，直接私信即可，完全免费授权。内容多来自学术论文或网络公开资源，如有侵权还请联系删除。编辑部联系邮箱：zj@organoid.ac.cn广告赞助 欢迎找到组织类器官创新计划组织 类器官创新计划组织（Innovations in organoids organization）是由来自中国科学院、北京大学、清华大学和复旦大学等多个顶级研究机构的头部研究团队组织发起的，完全公益的学术与研究技术交流合作组织，成员主要由来自类器官行业内的企业高管、技术经理、高级PI等构成。加入“类器官创新计划”后，您将以极低的成本实现类器官资源的互换与共享，基于肠道类器官和类器官创新计划组织微信公众号平台，您将获得来自全行业的赋能与指导，进行标准化的类器官制备与检测，保证您的研究顺利且高质量开展。我们会将你纳入本组织“技术研发”、“开源公益”和“产品服务”等多个微信群，这样您能够与所有参与计划的成员及时沟通，您所有的类器官问题都能最及时的得到解答和帮助，互换类器官品系和干细胞研究工具资源，解决技术难题，获得技术支持。我们已有上万个来自全国顶级类器官研究机构、大学和企业的注册认证会员，大家一起为类器官事业发展点燃星星之火，推动类器官产业发展壮大。我们还建立了AI知识问答和开源类器官分析工具等多个公益项目为类器官研究提供帮助，构建开放包容的领域生态。在这里,我们敢为人先，始终积极寻求更新类器官更优的解决方案，勇于突破经验与预想的界限，致力打造科学卓越的行业新标准。官方网站：www.organoid.ac.cn联系邮箱：info@isco.ac.cn 组织愿景1.共建开放协作生态：搭建行业资源共享平台，促进技术互通与经验共享，降低类器官研究门槛。2.引领标准与规范：推动制定行业与国家工程标准，实现类器官培养与应用的规范化、全流程标准化。3.打造国际级资源枢纽：推动建设全球认可的类器官库与智库平台，加速技术向精准医学与药物研发转化。4.驱动技术融合创新：推动整合生物材料、智能装备等工程技术创新，突破类器官规模化制备与功能重建瓶颈。5.强化技术自主可控：推进国产化试剂、仪器研发与技术体系替代，保障核心研发链安全与战略主动权。 加入交流 ISCO面向类器官全领域同行提供交流平台和会员身份认证服务，可以加入“技术研发”、“开源公益”、“产品服务”和“专属领域”等多个类型的交流群，涵盖科学研究技术、开源工具和公益、销售产品与服务、细分领域如类器官芯片、生物材料等专属群等平台，参与讨论。高级研究员或独立PI可以申请成为荣誉发起人，成为类器官创新计划贡献者与受益者。本公益组织目前已有8000+会员，期待您加入讨论分享，让我们共同促进类器官产业发展。 现在，您只需添加发起人微信，备注自己的真实姓名与单位例如“李四-中国科学院大学”，说明申请加入类器官创新计划，提供有效身份证件如学生证、身份证、工作证或其他任何可以证明身份的真实性的证件，即可加入对应社群。而这一切都是公益的，免费的，不收取任何费用。欢迎您找到组织！~扫描二维码添加发起人微信以进群交流专业收费资源面向专业科普需求和企业级资源共享，现在扫描二维码加入“肠道类器官”知识星球，就能获得来自顶级研究机构分享的类器官培养基配方和方案，类器官创新计划组织发布的官方标准指南、AI类器官分析工具等更加专业的资料。与1000+位行业精英共同交换类器官技术资料和资源，向行业专家提问，免费参与国内领先的类器官品牌产品内测试用，获得类器官工程师认证等。全行业最专业的类器官知识社区和公益平台，让您的类器官研究少走弯路！#为什么要加入知识星球？1.最新最专业的培养基配方和技术资料即时获取。2.标准类器官培养方案和技术标准材料发布唯一渠道。3.最强AI智能体和类器官分析软件和工具解析和下载。4.类器官领域TOP专家一对一沟通，权威资料触手可及。5.类器官企业新产品评测和免费试用特权通道。6.定期发放免费会议入场券和资料，提供演讲机会。 更多福利，请移步知识星球内部了解。开源公益 类器官能模拟人体器官功能与结构，为疾病研究、药物研发提供有力模型。但分析类器官数据困难复杂，开源算法项目汇聚前沿科学家智慧，让科研人员共享代码，优化数据处理与分析，加速成果转化，推动类器官研究迈向新高度。我们的管理团队和多个科研团队合作，依托类器官创新计划组织，率先开源基于大模型的类器官AI算法工具，未来类器官创新计划组织将不断提供开源免费的类器官分析与报告工具，助力行业快速发展。#公益知识问答项目Organoid Agent,采用最新的AI智能体技术，提供超越博士级类器官研究水平和教授级实验技术知识储备。https://www.coze.cn/store/agent/7376069505418280970?bot_id=true&bid=6fck970447g1k您还以直接在公众号对话框与它对话，获取帮助。#开源AI图形算法项目地址https://github.com/zjdevo/ISCOhttps://gitee.com/zjdevo/ISCO开源项目自发起以来，持续受到企业公益赞助,我们感谢以下企业的支持：上海捷方凯瑞生物科技有限公司 吉诺生命健康控股集团有限公司 如您有意通过赞助公益项目，实现品牌推广与发展，欢迎与我们联系。扫描二维码添加微信以咨询赞助政策注册会员 注册会员是面向所有人的公益身份识别项目。如需以组织会员身份获取各种资源与免费福利。您只需访问www.organoid.ac.cn注册会员，并补充个人真实有效身份信息，经人工审核后，即可获得注册会员认证。通过“类器官创新计划组织”和“肠道类器官公众号”的“身份认证”菜单就能找到查询入口。也可以下载专属的身份二维码用于各种需要出示本组织身份的场合如学术会议、合作商提供的免费产品申请。由PI或课题组长及以上级别提供实名信息可注册为“注册会员”，加入“注册认证会员群”优先享受本组织提供的学术界与产业界资源。特别的，您所有的信息仅用于身份识别，不会被进行任何形式的商业用途， 欢迎监督举报（邮箱：isco@organoid.ac.cn）。未进行注册的，不被认为是我组织正式会员，合作方有权拒绝提供任何服务和或产品。具体注册方式点击下列文章了解：如何注册成为注册会员？扫描二维码快速进入 身份认证系统

“药物研发的坟墓”——这是业界对肝脏疾病药物研发的无奈形容。肝脏作为人体代谢核心器官，兼具解毒、合成、代谢等复杂功能，传统动物模型与人体肝脏生理机制差异巨大，导致90%以上的肝病候选药物在临床阶段宣告失败。我国现有慢性肝病患者超4亿，其中肝硬化、脂肪肝等疾病患者数量逐年攀升，亟需突破药物研发的技术瓶颈。 2025年8月，日本京都大学山中伸弥团队与我国中科院上海细胞所合作，在《Nature Biotechnology》发表重磅研究：利用诱导多能干细胞（iPS细胞）成功构建出具有完整代谢功能的“微缩肝脏”（肝类器官），不仅在结构上与人类胎儿肝脏高度相似，更破解了细胞间“信号对话”密码，使其成为抗肝纤维化药物筛选的“超级工具”。这一突破不仅颠覆了传统药筛模式，更为肝病治疗开辟了精准路径。从“细胞堆”到“活器官”，iPS细胞破解肝脏构建难题 微缩肝脏的核心突破，在于实现了“结构-功能-信号”的三重仿生。此前的肝类器官研究多停留在“细胞堆砌”阶段，虽能分化出肝细胞、胆管细胞等基础细胞类型，却因缺乏细胞间的协同作用，无法模拟真实肝脏的代谢功能。此次合作团队依托山中伸弥教授首创的iPS细胞重编程技术，走出了关键一步。 研究团队以健康人皮肤成纤维细胞为起始材料，通过Yamanaka因子重编程为iPS细胞后，分阶段诱导其分化：首先激活HNF4α等肝脏特异性转录因子，引导细胞向肝祖细胞方向分化；随后利用3D水凝胶支架模拟肝脏微环境，并精准调控FGF19、WNT3a等细胞因子浓度，促进细胞形成三维立体结构；最终通过添加血管内皮细胞与间质细胞，构建出直径约0.5毫米的微缩肝脏。 单细胞测序结果显示，这种微缩肝脏包含肝细胞、胆管上皮细胞、肝星状细胞等7种肝脏核心细胞类型，细胞排列方式与12周人类胎儿肝脏的小叶结构相似度达85%。更重要的是，团队发现微缩肝脏中肝细胞与肝星状细胞间存在稳定的“旁分泌信号通路”——肝细胞分泌的HGF因子可抑制肝星状细胞活化，而肝星状细胞释放的TGF-β则反向调控肝细胞增殖，这种“对话机制”与人类肝脏完全一致，正是此前肝类器官缺失的核心功能。功能验证：比动物模型精准10倍的“药筛利器” “微缩肝脏的价值，最终要通过药物筛选来验证。”研究团队以肝纤维化这一临床难题为切入点，开展了针对性试验。肝纤维化的核心病理机制是肝星状细胞异常活化，分泌大量胶原纤维导致肝脏硬化，目前全球尚无特效治疗药物。 团队首先利用TGF-β因子诱导微缩肝脏形成纤维化模型，成功模拟出肝星状细胞活化、胶原沉积等典型病理特征，其基因表达谱与肝硬化患者肝组织的相似度达91%，远高于传统小鼠模型的45%。随后，他们对12种临床在研的抗纤维化药物进行筛选，结果令人振奋： 此前在动物实验中表现“有效”的8种药物，在微缩肝脏模型中仅3种能显著抑制胶原沉积；而一种曾因动物实验副作用被搁置的药物（LY2157299），却在微缩肝脏模型中展现出优异疗效——不仅能使活化的肝星状细胞比例下降62%，还可促进肝细胞再生，且未检测到细胞毒性。进一步研究证实，这种差异源于动物与人类肝脏中TGF-β信号通路的调控差异，而微缩肝脏完美复刻了人类的病理机制。 更具突破性的是，团队利用微缩肝脏解析了LY2157299的作用机制：该药物通过抑制Smad3磷酸化，阻断肝星状细胞活化通路，同时激活肝细胞表面的EGFR受体促进再生。这一发现为药物优化提供了精准靶点，目前该药物已重新启动临床研究申请，预计2026年进入I期临床试验。 “微缩肝脏让我们看到了‘精准药筛’的可能。”合作团队核心成员、中科院上海细胞所李劲松研究员表示，传统药物研发平均耗时10年、耗资26亿美元，而利用微缩肝脏可将早期药筛周期从1-2年缩短至3个月，筛选成本降低70%，更能大幅提升临床成功率。个性化医疗新场景：从“通用模型”到“患者专属” 除了药物筛选，iPS细胞来源的微缩肝脏更开启了个性化医疗的新场景。研究团队采集了3位不同基因型肝纤维化患者的皮肤细胞，构建出患者专属的iPS细胞系及微缩肝脏模型，发现不同患者模型对药物的反应存在显著差异：携带PNPLA3基因突变的患者模型对PPARγ激动剂敏感性更高，而HFE基因突变患者则对铁螯合药物反应更佳。 这一发现为“精准用药”提供了直接依据。目前，团队已与上海仁济医院合作，启动“微缩肝脏指导肝硬化个性化治疗”的临床研究，计划为50名晚期肝硬化患者构建专属模型，通过药物敏感性测试制定个性化治疗方案。“未来，患者就诊时可能先‘克隆’自己的微缩肝脏，再确定最适合的药物，这将彻底改变肝病治疗的盲目性。”仁济医院消化科主任房静远教授表示。 此外，微缩肝脏在罕见肝病研究中也展现出独特价值。针对遗传性血色病等单基因肝病，团队通过基因编辑技术在iPS细胞中构建相应突变，再诱导形成微缩肝脏，清晰再现了疾病的发生发展过程，为致病机制研究提供了“活的模型”。目前，基于该模型发现的2个新致病基因，已被国际人类基因数据库收录。产业加速：药筛平台落地，开启千亿市场 微缩肝脏的技术突破已快速转化为产业动能。日本京瓷集团与我国药明生物共同投资建立“iPS肝类器官药筛平台”，目前已与辉瑞、恒瑞医药等20余家国内外药企达成合作，承接抗肝病药物筛选订单。该平台负责人介绍，与传统动物模型相比，微缩肝脏药筛服务的收费虽高出30%，但能将临床失败风险降低60%，反而为药企节省了巨额研发成本。 政策层面的支持更为产业发展保驾护航。我国《“十四五”生物经济规划》明确将“类器官药筛技术”列为重点发展方向，上海、广东等地已将微缩肝脏相关研究纳入专项扶持计划，提供最高500万元的研发资金。国家药监局也在2025年出台新规，认可类器官模型产生的药代动力学数据作为临床试验申报的辅助依据，进一步加速了技术的临床转化。 资本市场同样热度高涨。2025年三季度，全球类器官药筛领域融资总额达45亿美元，我国专注于肝脏类器官研发的“肝再生生物”完成12亿元B轮融资，估值突破50亿元。业内预测，到2030年，仅抗肝纤维化药物筛选市场规模就将突破300亿元，而微缩肝脏技术有望占据60%以上的市场份额。未来挑战与展望：从“微缩”到“再生”的跨越 尽管进展显著，微缩肝脏技术仍需突破三大瓶颈：一是规模放大难题，目前单次培养仅能获得数百个微缩肝脏，难以满足高通量药筛需求，团队正通过生物反应器技术提升产量，预计2026年可实现万级规模培养；二是血管化程度不足，现有模型的血管网络尚未完全成熟，影响了药物代谢效率的精准评估；三是长期存活问题，微缩肝脏在体外培养的稳定期约为4周，需进一步优化培养体系延长其功能周期。 更长远的目标，是实现从“药筛工具”到“器官再生”的跨越。山中伸弥团队已启动“微缩肝脏移植”的临床前研究，计划将基因编辑后的患者自体微缩肝脏移植到肝硬化模型动物体内，验证其修复肝脏功能的可行性。“未来10年，我们的目标是实现‘按需定制’肝脏组织，既可用作药筛工具，也能用于局部肝损伤修复，最终摆脱肝移植供体短缺的困境。”山中伸弥在研究发布会上表示。 对于我国4亿肝病患者而言，这一技术的普及将带来切实的健康红利。当医生可以通过“微缩肝脏”精准判断药物疗效，当肝硬化患者无需再苦等肝源，这场由iPS细胞引发的肝脏研究革命，正以“微观”之力，解决“宏观”的健康难题。 从iPS细胞的发现到微缩肝脏的诞生，干细胞技术正一步步打破人类对器官疾病的认知边界。当实验室里的“小肝脏”开始承担起药物筛选的“大使命”，肝病治疗的精准时代，已悄然来临。 心脏干细胞新发现的背后，是我国干细胞产业生态的日趋完善。政策层面，国家卫健委已将心血管疾病的干细胞治疗列为重点支持方向，全国已有19家医疗机构的心脏干细胞相关研究项目纳入备案，其中北京安贞医院、上海中山医院等机构已积累了丰富的临床研究经验。 Sca-1⁺CD31⁻心脏干细胞的发现，其价值不仅在于心衰治疗，更在于重构了心血管疾病的防治体系。在疾病预防领域，团队已开发出基于该干细胞的“心脏健康评估模型”——通过检测血液中Sca-1⁺CD31⁻细胞的数量与活性，可提前3-5年预测心梗风险，为高危人群提供精准干预依据。 在药物研发领域，该干细胞为心血管药物提供了全新的筛选平台。传统药物筛选依赖动物模型，与人类病理机制存在差异，而利用Sca-1⁺CD31⁻细胞构建的“心肌损伤模型”，可更精准地评估药物对心肌再生的促进作用，大幅提升药物研发效率。目前，辉瑞、诺华等国际药企已与团队洽谈合作，计划利用该模型开展新型心衰药物的筛选。 尽管前景广阔，心脏干细胞治疗仍需跨越几道关键门槛。目前，团队正重点攻克两大难题：一是细胞获取效率问题，计划通过诱导多能干细胞（iPS）定向分化为Sca-1⁺CD31⁻细胞，解决临床细胞来源不足的问题；二是给药方式优化，研发可靶向定植于受损心肌区域的“细胞微球”，提升细胞留存率。