Opera Phenix助力3D类器官药效验证，解锁AML分化治疗新靶点
2026-05-28 来源:本站 点击次数:121STTT重磅 | 瑞金医院团队解锁AML分化治疗新靶点，Opera Phenix助力3D类器官药效验证
急性髓系白血病（AML）是一类恶性程度极高的血液肿瘤，分化阻滞是其核心致病特征，尽管AML的亚型之一急性早幼粒细胞白血病（APL）已依靠分化疗法实现临床治愈，但占绝大多数的非APL型AML，长期缺乏有效的分化治疗方案，现有靶向药仅针对少数基因突变亚型，且难以清除白血病干细胞，预后改善有限。
2026年5月，上海交通大学附属瑞金医院的研究团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表重磅研究成果，首次鉴定出ZMIZ1是维持AML分化阻滞的关键表观调控因子，并研发出靶向抑制ZMIZ1小分子化合物，可有效解除AML分化阻滞，诱导白血病细胞成熟分化、削弱干性、重塑抗肿瘤免疫。该研究为非APL型AML提供了全新、可转化的分化治疗靶点与候选药物。在这项从机制到转化的研究中，Opera Phenix高内涵成像分析系统成为3D骨髓类器官药效验证的关键技术支撑。
研究思路与实验
该研究的整体思路是：靶点筛选—机制解析—药物研发—药效验证，层层递进地完成了从靶点发现到临床转化的验证。下表展示了各阶段核心实验方法与结论。
| 研究阶段 | 核心实验方法 | 核心结论 |
| 靶点筛选 | 基于CRISPR‑Cas9转录与表观调控功能缺失文库，对512个基因进行筛选； 临床大量样本的相关性验证； shRNA敲低AML细胞系的表型验证：细胞增殖/凋亡/分化检测； 小鼠AML模型体内敲除ZMIZ1进行生存分析、白血病负荷检测 |
鉴定ZMIZ1为AML分化阻滞关键调控因子； ZMIZ1在患者中高表达且与不良预后显著相关； 敲低/敲除ZMIZ1可诱导髓系分化、抑制白血病细胞生长； 小鼠体内缺失ZMIZ1可显著降低白血病负荷、延长小鼠生存期 |
| 机制解析 | 免疫荧光共定位；相分离与FRAP实验验证；ChIP‑seq/Re‑ChIP‑seq；Hi‑C三维基因组；TurboID互作质谱；Co‑IP；scRNA‑seq与RNA velocity | ZMIZ1形成核相分离凝聚体，富集结合超级增强子；与MEF2D协同稳定增强子‑启动子环；维持癌基因转录、阻滞分化、保留白血病干细胞干性 |
| 药物研发 | 利用ZMIZ1的结构信息和AlphaFold模型进行结构引导的小分子筛选：5万个化合物； 生物物理活性验证（SPR、MST亲和力检测）； 药物特异性验证（CETSA突变验证）； 体外细胞药效验证（单药/联合用药细胞表型、转录组分析） |
获得SIH‑001/SIH‑002高亲和力先导化合物； 特异性结合ZMIZ1并降解蛋白； 可诱导AML分化、降低干性，与venetoclax/Ziftomenib协同增效 |
| 药效验证 | 小鼠AML移植模型生存期观察； 人iPSC诱导分化形成的3D骨髓类器官用Opera Phenix高内涵成像定量； 原代AML细胞药效； 单细胞转录组 |
体内抑制ZMIZ1显著延长小鼠生存期、减轻器官浸润； 3D类器官证实药物抑制AML定植浸润与增殖； 恢复抗原呈递，具备临床转化潜力 |
Opera Phenix高内涵成像系统在研究中承担的任务
在该研究中，Opera Phenix高内涵成像分析系统主要用于完成人iPSC来源AML骨髓类器官（BMO）的三维成像与定量分析，是用于3D骨髓类器官可视化与定量药效学验证的核心技术，针对ZMIZ1抑制剂单药、venetoclax、Ziftomenib及联合用药组，高通量、高精度评估三维立体肿瘤模型中的药物治疗效果。
Opera Phenix具体开展实验内容
将植入人原代急性髓系白血病（AML）细胞的骨髓类器官进行固定、透化、免疫荧光染色（DAPI细胞核、FITC标记CD33+AML白血病细胞、APC-Cy7标记CD45+人造血细胞），经透明化处理后，利用Opera Phenix高内涵系统对96孔板中的骨髓类器官样本进行三荧光通道同步采集，进行骨髓类器官的全自动Z-stack层扫与三维重构。
图注：对植入急性髓系白血病（AML）细胞的骨髓类器官进行全景共聚焦成像与三维重构；样本经Hoechst（蓝色/细胞核）、CD33（FITC绿色/AML白血病细胞）、CellTrace（黄色/细胞示踪）及CD45（APC-Cy7红色/人造血干细胞）荧光标记。
通过高内涵软件在三维重构的视觉效果下进行如下的数据分析：
- 细胞计数：类器官内总细胞数、CD33+AML阳性白血病细胞数量、CD33+细胞占总细胞比例；
- 细胞增殖/抑制率：各组AML细胞增殖抑制率、单药/联合用药细胞清除效率对比；
- 细胞空间分布参数：AML细胞在类器官内部的浸润深度、空间定植范围、细胞分布密度；
- 分化及表型指标：药物干预后白血病细胞形态变化、细胞干性相关表型量化评估；
- 药效协同性：SIH-001分别联合venetoclax、Ziftomenib药物时干预效果标准化对比与统计学差异分析。
实验结论
通过系统定量分析证实：靶向ZMIZ1的SIH-001可显著抑制AML细胞在人骨髓类器官内的定植、浸润与增殖，有效降低白血病细胞干性；且SIH-001与venetoclax、Ziftomenib具有显著协同增效作用，联合用药可最大程度清除类器官内白血病细胞、抑制肿瘤恶性增殖，从三维人源化模型层面，直观、定量验证了ZMIZ1抑制剂的安全性与高效性，为药物后续临床转化提供了真实可靠的可视化数据支撑。
总结
该研究创新性证实ZMIZ1是AML分化阻滞的核心表观调控靶点，阐明了其通过相分离凝聚体、超级增强子调控、MEF2D协同轴驱动AML恶性进展的全新机制，开发出高特异性ZMIZ1小分子抑制剂，突破了非APL型AML缺乏广谱分化治疗方案的临床难题，为难治复发AML提供了全新的治疗方向。而瑞孚迪（Revvity） Opera Phenix高内涵成像系统凭借优异的3D厚样本成像、多通道精准定量、高通量药物筛选能力，成功实现了人源骨髓类器官的可视化药效评估，精准验证了靶向ZMIZ1药物的单药及联合用药价值，弥补了传统二维实验与动物模型的局限性，是本研究从基础机制走向临床转化的关键核心技术支撑。
Opera Phenix PLUS和Operetta CLS两个型号的高内涵成像分析系统，以高通量方式完成类器官的3D层扫、深层成像、AI定量，精准读取类器官表型与功能变化。
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参考文献
Li, H., Liu, Y., Cui, J. et al. Targeting ZMIZ1 induces differentiation in acute myeloid leukemia via chromatin remodeling. Sig Transduct Target Ther 11, 189 (2026). https://doi.org/10.1038/s41392-026-02766-6
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