肿瘤微环境与球状肿瘤研究进展

三维细胞培养方法-多细胞肿瘤球状体特别是MCTS -正迅速成为研究肿瘤微环境的重要工具癌症研究

癌症科学家正在创建越来越复杂的肿瘤模型,可以更准确地复制在活的有机体内根据发表在《柳叶刀》上的一项研究,条件-包括肿瘤微环境,它在肿瘤进展中起着关键作用生物学技术

MCTS模拟了肿瘤在人体内表现出的许多特征,包括细胞间的细胞外基质(ECM)沉积、营养浓度梯度和强细胞-细胞连接。

肿瘤球形生长和发育产品

研究人员选择的ECM对癌细胞增殖、起始、侵袭和转移有显著影响,并改变肿瘤模型对药物治疗的反应。基于水凝胶的ecm提供了多种特性,允许研究人员构建MCTS并提高它们的相似性在活的有机体内肿瘤。根据发表在科学的进步康宁®基底膜基质®矩阵是MCT生长的金标准支架。它主要由层粘连蛋白、IV型胶原蛋白和隐动蛋白组成,它还具有生长因子和其他成分,如蛋白聚糖。

3D胶原水凝胶是另一种常用的ECM。这并不奇怪:胶原蛋白是哺乳动物ecm中含量最多的纤维蛋白,它促进细胞粘附和迁移,在肿瘤生长和转移中起关键作用。根据《科学进展》的研究,I型胶原水凝胶已被用于从骨肉瘤、乳腺癌细胞、人类结直肠癌细胞、前列腺癌细胞系和结直肠癌患者的原发性癌细胞中培养MCTS。

球形肿瘤研究进展

然而,制造与体内肿瘤大小相当的肿瘤模型已被证明具有挑战性。2019年8月,一个团队在普渡大学使用支架来制造所谓的大肿瘤,宽0.5到1厘米,高1.5厘米,比大多数肿瘤模型大得多,通常在200到800微米之间。这些大肿瘤可以存活数天,有时甚至数周,从而使研究人员能够测试治疗药物。

个性化癌症治疗正在成为治疗肿瘤的关键策略。球体是这一策略的重要组成部分,因为它们可以从肿瘤活检中收获的细胞中培养出来。一项研究发表在抗癌的研究头颈部癌症的研究记录了从肿瘤活检中产生MCTS的方法的发展,这是创建评估个体对化疗药物和放疗易感性的方法的第一步。该研究结果证实了之前的发现,即顺铂+放疗的治疗方案优于单独放疗,并证实了使用原发肿瘤细胞形成球形的可行性,这可以产生更接近模拟的MCTS在活的有机体内肿瘤的行为。

转移性治疗中的球状体

转移性治疗仍然是肿瘤学的一个挑战。MCTS可以模拟转移性微肿瘤,当癌细胞从原发肿瘤部位通过血管内渗进入血液循环并通过外渗进入器官实质时形成转移性微肿瘤。因此,根据《科学进展》,MCT模型对于开发靶向转移细胞的治疗方法特别有用。

球状体也被用于研究卵巢癌的经体腔转移,原发肿瘤细胞渗入腹腔,在那里形成球状体,然后通过液体转移到继发部位。了解流体剪切应力是研究经体腔转移的关键;然而,在肿瘤微环境中建模一直具有挑战性。但是最近的一项研究细胞在实验室环境下,采用动态培养方法在流体剪切应力下产生球形。这些球体将被用作增强的药物筛选平台在活的有机体内更好地模拟癌症在人体内形成和扩散的特征。