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      研究人員在模仿大腦的微環(huán)境中開發(fā)腦腫瘤的3D組織模型
      
			
      
				2019-10-08 09:54:39
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      塔夫茨大學領導的研究人員團隊在模仿大腦的微環(huán)境中開發(fā)了小兒和成人腦癌的三維(3D)人類組織培養(yǎng)模型，這是研究腦腫瘤生物學和藥理學反應的重要進展。這項研究今天發(fā)表在《自然通訊》上。
      

      研究人員在模仿大腦的微環(huán)境中開發(fā)腦腫瘤的3D組織模型
      

      研究人員創(chuàng)建了包括腦源性細胞外基質(zhì)(ECM)在內(nèi)的模型，ECM是蛋白質(zhì)和氨基酸與天然存在于大腦中的結(jié)合糖形成的復雜網(wǎng)絡。ECM不僅為周圍的神經(jīng)組織提供支持，而且還有助于指導細胞的生長和發(fā)育。ECM組成的改變與腦腫瘤的進展有關，這反過來又改變了腫瘤細胞中遺傳和蛋白質(zhì)表達的模式。
      

      較早的研究已經(jīng)注意到腫瘤細胞與周圍ECM之間的這種重要的雙向相互作用，并觀察到ECM中的蛋白質(zhì)成分可以阻止或允許腫瘤細胞在腦中進一步擴散。為了更好地理解腫瘤與ECM之間的動態(tài)相互作用，研究作者開發(fā)了3D體外系統(tǒng)，在其中可以檢查不同的ECM成分并確定其對腫瘤發(fā)展的貢獻以及腫瘤對藥物治療的反應。
      

      該研究集中在兩種常見的腦腫瘤類型上，它們的預后特別差-室膜膜瘤(發(fā)生在幼兒中)和成人膠質(zhì)母細胞瘤(在成年人中，診斷后的中位生存期為1-2年)。在一項重要的進步中，這項研究中包含ECM的3D矩陣允許直接從患者身上獲取和研究原代腫瘤細胞的繁殖和研究，并使它們在更類似于大腦的環(huán)境中生長。先前的研究在沒有ECM的3D支架或球體上檢查了已建立的腫瘤細胞系-不一定是感興趣的腫瘤，或者將細胞以二維(鋪層)展開，從而引發(fā)了在自然環(huán)境中未見的細胞行為
      

      該平臺的強大功能在于我們可以調(diào)整ECM的組成，以找出每種成分在腫瘤生長中的作用，并且可以看到對直接源自患者的腫瘤細胞的作用。另一個重要的特征是，我們可以通過Irene Georgakoudi小組對該項目的貢獻，利用非侵入性雙光子激發(fā)熒光代謝成像來跟蹤細胞的3D生長。換句話說，我們可以使用非侵入性成像來實時評估它們是否可行，正在生長，或處于壓力和死亡狀態(tài)。
      

      在這項研究中發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)中，在3D培養(yǎng)中，胎兒ECM含有較高水平的膠原蛋白，HA和某些CSPG，在支持腫瘤生長方面比成年ECM更好(胎兒和成年ECM均來自豬腦)。研究人員說，該結(jié)果與腦癌傾向于改變ECM的觀念相關，因此其成分變得更像“胎兒”以支持其生長。
      

      另一個關鍵發(fā)現(xiàn)是成年膠質(zhì)母細胞瘤細胞釋放的脂質(zhì)(脂肪)液滴的出現(xiàn)，這可能有助于降低許多膠質(zhì)母細胞瘤細胞的藥物敏感性(可能是通過吸收藥物)。這可能與3D組織模型和患者的不良生存有關。在進行這些實驗之前，尚未在體外觀察到液滴，這表明該模型是研究實驗室中腦腫瘤行為的強大系統(tǒng)。作為神經(jīng)科學，疾病與工程計劃(INSciDE)的一部分，作者們共同努力進行了工程解決方案的應用(在本例中為3D絲綢基矩陣的開發(fā))，以改善大腦的研究。@Tufts )。
      

      “通過該平臺，我們有潛力更好地了解決定腦腫瘤的侵襲行為的因素，并篩選藥物對患者衍生細胞的腫瘤生長的影響，”卡普蘭實驗室的研究生，該論文的第一作者Disha Sood說。研究。“盡管這是一個初步的概念，但是能夠維持患者源性腫瘤細胞的可行培養(yǎng)并通過無創(chuàng)代謝對其進行代謝跟蹤的能力，提示了隨著時間的推移監(jiān)視細胞行為和藥物敏感性的可能性，從而為治療決策提供依據(jù)。
      
			

			
        
      
			
      
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