供稿人：萬永康、高琳 供稿單位：西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室 發(fā)布日期：2024-10-10
在乳腺癌的發(fā)病過程中，乳腺脂肪組織及其與局部脂肪環(huán)境的相互作用對腫瘤的進(jìn)展起著重要作用。脂肪組織是乳腺腫瘤微環(huán)境的重要組成部分,其中的脂肪干細(xì)胞和成熟脂肪細(xì)胞與鄰近的乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行相互作用。然而，目前尚不清楚這種復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境如何具體影響癌細(xì)胞遷移。三維生物打印技術(shù)能夠精確控制細(xì)胞和基質(zhì)材料在空間上的分布,為模擬腫瘤微環(huán)境提供了可能。然而現(xiàn)有的3D打印腫瘤-間質(zhì)模型很少能夠動態(tài)分析腫瘤細(xì)胞的遷移特性。因此建立一種可以揭示脂肪組織對乳腺癌細(xì)胞遷移影響的3D打印模型具有重要意義。
維爾茨堡大學(xué)的Hannes Horder和愛爾朗根-紐倫堡大學(xué)的David B?hringer等學(xué)者開發(fā)了一種3D生物打印乳腺癌模型，該模型允許全面分析癌細(xì)胞在鄰近脂肪基質(zhì)（adipose-derived stromal cell, ASC）和脂肪球（adipose spheroids）影響下的遷移參數(shù)。實驗流程如圖1所示：（i）3D生物打印模型的建立：在一個可打印的生物墨水中，乳腺癌細(xì)胞嵌入膠原中，形成乳腺癌細(xì)胞區(qū)；脂肪組織區(qū)由含有ASC或脂肪球的硫醇化透明質(zhì)酸生物墨水組成（圖1A）。（ii）打印參數(shù)優(yōu)化：確保脂肪球的存活率和完整性；通過脂質(zhì)含量的量化、脂肪標(biāo)志基因的表達(dá)、特異性細(xì)胞外基質(zhì)的存在以及細(xì)胞因子的分泌，驗證打印后脂肪表型的保持（圖1B）。（iii）實時細(xì)胞遷移分析：通過活細(xì)胞成像，分析乳腺癌細(xì)胞在周圍脂肪區(qū)的旁分泌信號作用下的遷移參數(shù)（圖1CD）。
圖1 乳腺癌模型的建立與依賴性表征
實驗表明，脂肪基質(zhì)細(xì)胞和脂肪球顯著促進(jìn)了乳腺癌細(xì)胞的遷移，這揭示了脂肪組織在癌細(xì)胞遷移中的重要作用。研究成果為開發(fā)新型抗癌藥物提供了有價值的平臺，并有助于深入了解脂肪組織與乳腺癌之間的相互作用機(jī)制。