新加坡国立大学开发出3D肿瘤模型
2013/06/24
新加坡国立大学研究人员于近日开发出一款3D肿瘤模型,该模型相比较传统的2D细胞培养系统,能够模仿体内微环境从而更好的跟踪药物治疗进展。

新加坡国立大学生物工程系与整形外科部的研究人员开发出了一个3D肿瘤模型。由于它能够模仿人体内的微环境,因此可跟踪药物的治疗进展及疗效。相比较体外试验甚至体内检测而言,该模型可为肿瘤研究提供更有效的方法。


研究小组的成员包括来自新加坡国立大学工程学院生物工程系的James Goh教授、Toh Siew Lok副教授、Pamela Tan博士和杨潞龄医学院整形外科部的Saminathan Suresh Nathan副教授。研究人员以骨肉瘤细胞为研究对象构建3D模型,骨肉瘤是一种常见的骨组织原发恶性肿瘤,好发于儿童及青少年。在实验室重建肿瘤细胞是当前研究领域里一个热门课题,因为目前为止的其他测试方法都不足以取得更好的效果。

Pamela Tan博士已经将3D肿瘤模型的开发作为自己的博士毕业论文。尽管当前医学领域迫切需要开发出肿瘤的有效疗法,但由于缺乏良好的临床前药物测试模型,目前为止成效有限。现在的实验室药物测试方法多来自于动物试验。但是这种动物试验是基于传统的2D细胞培养系统,因而无法复制肿瘤组织的三维特性。

传统的体外试验中,细胞培养系统均是2D的,缺乏3D的微环境结构特征。3D细胞培养系统比传统2D培养系统更贴近体内的生理条件。3D培养系统的最大价值在于,其更接近体内环境的系统,能够有效的辅助药物研发。3D细胞培养的主要优势在于,能够在研究早期的体外实验中模拟细胞在体内的行为。传统2D细胞培养往往无法了解细胞在组织内的功能和应答反应,结果可能导致以2D细胞培养为基础的药物或生物学研究出现偏颇,并且也难以预测药物在体内的效果。而3D细胞培养可以为研究者们提供药物等更真实的早期信息,从而降低向市场推出新药的研究成本。

此外,由于在体内进行大规模的分子生物学试验不大切实可行,同时社会对动物实验的关注度越来越高,使得3D模型的开发成为一种新的趋势与潮流。

新加坡国立大学生物工程系的另外一项研究焦点组织工程学也能够填补3D模型研究的缺口,从而建立一个更符合生理条件的体外3D模型。研究人员利用蚕丝作为骨肉瘤细胞生长的支架,蚕丝已经被证明非常适宜细胞的附着和生长。相比较传统2D培养系统的测试结果,通过3D肿瘤模型构建获得的测试结果,与体内试验的结果更加接近。

3D肿瘤模型也是新加坡国立大学首次使用蚕丝作为支架的生物反应器,该模型能够表达启动肿瘤血管生长的标记物,同时可研究肿瘤细胞之间、肿瘤细胞与其他组织细胞间是如何作用而导致肿瘤扩散的。研究小组打算进一步扩大他们的研究结果,将该模型应用在更多的癌细胞与肿瘤微环境构建中。同时建立一个平台以节省试验药物大规模的下游应用。

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