综述：革命性膀胱癌研究：利用3D类器官技术解码肿瘤异质性并推动个性化治疗

　　本综述系统阐述了3D类器官技术在膀胱癌(BC)研究领域的突破性进展，重点分析了其在模拟肿瘤微环境(TME)、解析肿瘤异质性、提升药物敏感性评估（包括PDOX模型）及推动个性化治疗方面的核心价值，同时介绍了器官芯片(organ-on-a-chip)和3D生物打印等前沿交叉技术的整合应用前景。

　　

从细胞培养到类器官

传统二维(2D)细胞培养方法在解析细胞间三维空间通讯机制方面存在明显局限。研究证实，脱离细胞外基质的癌细胞在体外会发生表型转变，难以真实反映体内状态。三维(3D)类器官技术通过构建包含上皮-间质共培养体系的多细胞模型，成功保留了原始组织的三维结构特征，完美复现了细胞-细胞及细胞-基质间错综复杂的相互作用网络。在肿瘤生物学领域，类器官展现出自我更新潜能，其生长模式与真实肿瘤高度相似，成为保留亲代肿瘤异质性和死亡相关肿瘤微环境的理想体外药物测试平台。

3D生物打印技术

Kim团队采用3D打印技术构建具有三层结构的膀胱模拟器官，创新性地将人诱导多能干细胞(hiPSCs)分化的成纤维细胞、内皮细胞和平滑肌细胞与尿路上皮细胞进行复合培养。该技术进一步应用于肿瘤类器官构建，通过将癌症相关成纤维细胞(CAFs)和人源内皮细胞(HULECs)与膀胱癌细胞共培养，显著提升了模型的生物真实性。这种基于微流控程序的器官芯片技术，通过模拟病理条件下的人类活细胞微环境，为大规模化合物筛选和细胞过程研究提供了更优越的技术平台。

传统类器官实验

传统的体内药物筛选模型主要依赖基因缺陷小鼠构建的患者来源异种移植(PDX)模型，虽然能复现亲代患者几乎全部的遗传变异，但存在成功率低、实验周期长和动物伦理等固有缺陷。三维培养方法作为替代模型日益受到推崇，特别是患者来源类器官(PDO)模型，既能保持患者肿瘤的独特性，又能实现高通量药物敏感性测试，为个性化治疗方案制定提供了革命性技术支撑。

讨论

随着基因工程和单细胞测序技术的飞速发展，肿瘤与遗传信息间的关联被逐步揭示。特定基因突变驱动恶性肿瘤发展的机制促使靶向治疗蓬勃兴起。临床实践中，针对特定基因突变的化疗药物不仅能提升治疗效果，更能最大限度降低药物副作用。然而肿瘤遗传异质性对治疗策略制定提出了重大挑战，而类器官技术正是解决这一难题的关键利器。

结论

类器官培养技术的持续进步预示着广阔的应用前景。未来通过与高通量筛选等新兴技术的深度融合，不仅将加速药物研发进程，更将为个性化医疗提供更可靠的科学基础。基于患者来源类器官模型，研究人员能够更好地模拟个体肿瘤特征，实施精准药物筛选，为膀胱癌患者提供有效的治疗解决方案。

出版许可

所有作者均已阅读并认可最终稿件。

伦理批准与参与同意

不适用。

作者贡献

KHL、ZY和GD共同设计综述框架、收集相关研究并起草稿件。LX负责文稿修订。

资金支持

不适用。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

本研究获得辽宁省重点研发计划(2023JH₂/101300060)、辽宁省自然科学基金(2023-BSBA-213)、国家自然科学基金(82403330)及辽宁肿瘤医院医工交叉项目(LD202402)支持。