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Nature子刊:3D体外培养系统再现癌转移

2018/04/26 来源:生物探索
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导读
转移性疾病仍然是癌症患者死亡的主要原因。不幸的是,关注转移性疾病的研究已经受到模仿人体内转移癌生长的实验系统的限制。现在,北卡罗来纳大学Lineberger综合癌症中心的研究人员开发出一种3D体外培养系统,能更好地反映已经转移的肿瘤微环境。


最新研究以题为“Organ-specific metastases obtained by culturing colorectal cancer cells on tissue-specific decellularized scaffolds”发表在《Nature Biomedical Engineering》杂志上。


doi:10.1038/s41551-018-0231-0

“我们深知,当癌症转移时,它们会有选择地进入一些器官,” 北卡罗来纳大学Lineberger综合癌症中心放射肿瘤学大学医学院的副教授Andrew Wang说道,“这个假说是基于‘种子和土壤’论,即癌细胞有某种东西驱使它们进入特定的器官,而土壤必须适合它们生长。大多数科学家将注意力都集中在研究癌细胞这个“种子”上,而不是仔细观察“土壤”(癌细胞要去的器官)。”


Schematic depicting methodology used for studying metastatic disease in vitro

过去的研究人员使用了许多技术来研究转移性疾病,包括凝胶和其他技术在一个培养皿中创造3D环境,以反映器官中可能存在的环境。但研究人员也表示,在不同类型的组织(如肺或肝脏)中所发现的环境可能有所不同,而转移性癌症的基因工程动物模型代价昂贵且难以使用。

Wang和他的同事们通过构建由“脱细胞(decellularized)”组织组成的器官结构,创造了新的癌症转移模型,这些模型反映了促进肿瘤增长的微环境。为了建立这些模型,研究人员将小鼠器官内的单个细胞移除,但保留了剩下的结构蛋白和信号分子,这些分子仍然可以提供器官结构。

Wang说:“我们正在使用先进的组织工程,它正被用于为需要移植的人研究新器官,并将其应用于癌症研究。”

他们在这项研究中创造了肝脏和肺器官模型,当他们在这些模型上培养结直肠癌细胞时,他们密切模仿人类组织样本,自发形成三维肿瘤菌落,组织学上,分子和表型都类似于体内转移。

他们看到的一个关键特征是“印戒细胞(signet ring cell)”的形成(这与癌症预后不良有关)。

Wang教授说:“据我们所知,在培养皿中培养的癌细胞中,这种情况是前所未见的。我们的模型将帮助我们更好地了解有助于促进癌症转移的土壤条件。而且,具有组织特异性的脱细胞支架的培养体系,是研究器官特异性癌转移的一种简单而有力的方法。”

责编:浮苏

参考资料

Scientists create better laboratory tools to study cancer's spread

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