9.4.1　乳腺发育模型

乳腺发育过程中受到多种生长因子的调节［48（］图9-5）。乳腺类器官的3D细胞培养为研究乳腺发育提供了一种重要的功能测定方式，研究者可以直接验证各种细胞因子和细胞基质成分对乳腺发育的影响。空间形态通常是发挥功能的重要基础，与2D细胞培养相比，乳腺类器官能更准确地再现组织的形态特征和细胞-ECM的相互作用，是研究乳腺分支形态发生、上皮细胞极化和管腔形成的良好模型。在体外Matrigel培养过程中，研究者发现FGF2、TGF-α、EGF和神经调节蛋白（neuregulin）是乳腺导管分支形成的关键因子；虽然FGF7、FGF10和HGF被预测为影响乳腺分支的重要因子，但这些细胞因子不能在体外促进小鼠乳腺类器官的发育［15］。FGF7未能在仅含血清替代物的培养基中诱导乳腺类器官导管分支发育，但在含有血清和氢化皮质醇的培养基中促进导管分支形成［49，50］。

图9-5　影响乳腺发育的因素(https://www.daowen.com)

K-V Nguyen-Ngoc等构建了研究乳腺分支形态发生的生理类器官模型，发现Matrigel和Collagen I的混合凝胶3D培养系统可以增加乳腺类器官分支发育，并改善基底/肌上皮细胞对管腔上皮细胞的覆盖［39］。Marika Caruso等提出了乳腺原代上皮细胞来源类器官的改进培养方法，将FGF2和EGF交替添加到Matrigel和Collagen I的混合凝胶3D培养系统中，在15～20天内获得具有一级、二级和三级分支结构的乳腺类器官［51］。

基因工程小鼠为乳腺类器官基因编辑提供了可能，BCL-3-/-小鼠乳腺类器官中上皮细胞嵌入ECM的能力显著降低，表现为类器官出芽减少，导管分支发育受到抑制［52］。FGF2在乳腺类器官分支发育中具有重要作用，而转录调节因子DC-SCRIPT（Zfp366）和蛋白酪氨酸磷酸酶PTPRB能够通过影响FGFR信号通路调控乳腺类器官的分支发育［53，54］。

虽然类器官极大提高了我们研究乳腺分支发育的能力，但乳腺类器官分支发生时间和形态仍和人体有一定差异。乳腺类器官可在几天内观察到分支的形成，而实际在人体中需要几周甚至更长的时间。此外，由于细胞直接接触ECM，类器官管腔上皮不能被基底/肌上皮细胞完全覆盖。PSCs的来源、类器官初始大小和培养基的具体成分等尚未标准化，这些因素直接影响了乳腺分支形态，因此仍是类器官应用于乳腺发育研究的一个挑战［48］。