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体外培养对肿瘤研究至关重要。3D原代培养能够在体外重现亲代肿瘤的细胞及组织特异性，是探讨个性化治疗的优良载体。尽管3D培养已被广泛应用于肿瘤研究，其长期培养，即连续传代过程中能否维持亲代肿瘤的相关特性尚不清楚。本研究选取目前最为经典的成球实验及类器官培养模型，利用原代结直肠癌肿瘤细胞，探讨3D培养在连续传代过程中对亲代肿瘤癌干细胞特性及化疗处理抗性的维持情况。在同时培养出克隆球（sphere）与类器官（organoid）的病例中，免疫荧光及荧光定量PCR结果表明：亲代细胞中CD133，CD44阳性细胞比例在成球实验传代后显著升高，但在类器官培养传代中基本不变；体外成球及体内成瘤实验表明：每次传代后球体来源细胞的癌干细胞功能不断增强，而在类器官来源细胞无明显变化；化疗耐药实验结果表明，成球实验模型中，初代细胞的化疗敏感性随着连续传代而丢失，但在类器官培养中其化疗敏感性得以维持。进一步,利用转入TCF报告基因慢病毒的原代结直肠癌细胞进行成球实验与类器官培养，我们发现，球体形成过程中其细胞中WNT信号持续激活，而类器官成熟过程中WNT信号活性逐渐减弱。综上，本研究结果表明，肿瘤细胞3D培养模型中，成球实验可以富集癌干细胞，但类器官培养只能维持亲代肿瘤的癌干细胞比例；基于此，类器官培养将成为更为稳定的化疗耐药检测模型。