《Nat. Commun.》：生物打印和干涉测量法助力类器官药物筛选

　　高通量药物筛选在肿瘤研究中扮演着非常重要的角色，然而传统的二维培养物并不能准确反映肿瘤生物学特性，而三维肿瘤类器官又很难扩展和筛选。美国加州大学的研究团队提出了一种通过生物打印和高速活细胞干涉测量法的方法，能够生成与无标记、时间分辨成像相关联的生物打印肿瘤类器官。其目的在于提高筛选方法的吞吐量和一致性，为癌症治疗的个性化提供帮助。

　　1、生物打印

　　生物打印是通过生物打印机将细胞或细胞聚集物按照特定模式和规律打印到培养皿或其他材料上进行培养和研究的一种实验技术。在本研究中，研究人员使用了一个自动液体处理程序来帮助细胞沉积到小正方形生物打印层中，保留了空心的中心结构，方便了HSLCI（High-speedLive-cellInterferometry）成像。此外，将生物打印的小正方形结构的腿与HSLCI成像路径对齐时，可以通过HSLCI进行大规模并行的QPI（QuantitativePhaseImaging），这种方法可以对数千种类器官进行精确的、无标记的平行质量测量。

　　2、高速活细胞干涉测量法

　　高速活细胞干涉测量法是一种通过生物光学方法成像活细胞的技术，其主要原理是测量细胞厚度或细胞的折射率，以此来推断细胞的密度粘度等参数。在本研究中，研究人员将生物打印的类器官进行高速成像，然后通过基于机器学习的分割和分类工具对数千种类器官进行精确的、无标记的平行质量测量。这种方法可以帮助识别对特定治疗具有短暂或持续敏感或耐药性的类器官，这些信息可用于指导快速治疗选择。

　　1、生物打印对肿瘤细胞的影响

　　为了评估生物打印对肿瘤细胞的影响，研究人员进行了两次批量RNA测序分析，发现HSLCI前后的转录组没有显著差异，这表明生物打印对转录水平的影响很小。此外，细胞播种1、24、72小时后，生物打印的细胞和手动播种的细胞在形态学上难以区分。这些结果表明，生物打印方案并不显著影响通过批量RNA测序测量的肿瘤细胞分子特征。

　　2、HSLCI对肿瘤类器官的质量测量和药物反应分析

　　研究人员使用HSLCI对生物打印的类器官进行了质量测量和药物反应分析。结果显示，HSLCI可以对数千个类器官进行精确的、无标记的质量测量，可以跟踪单个类器官的生长速度和质量变化。此外，HSLCI还能够实现癌症3D模型的高通量、纵向药物反应谱分析，可以识别耐药和敏感的3D簇亚群，并在终点分析之前识别对治疗的反应。所以，HSLCI是一种非常有前景的工具，可以用于癌症药物筛选和个性化治疗的基础研究。

　　生物打印和HSLCI的结合为癌症研究提供了一个新的方向，该方法可以快速筛选和识别肿瘤类器官对药物的敏感性和耐药性，为临床治疗提供了有效的指导意见。此外，生物打印和HSLCI结合也为细胞和组织工程学的发展提供了新思路。尽管这种方法仍需进一步优化和验证，但它已经为癌症研究提供了新的思路和可能性。

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