供稿人：萬永康、高琳 供稿單位：西安交通大學機械制造系統(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,其中的脂肪干細胞和成熟脂肪細胞與鄰近的乳腺癌細胞進行相互作用。然而，目前尚不清楚這種復雜的腫瘤微環(huán)境如何具體影響癌細胞遷移。三維生物打印技術能夠精確控制細胞和基質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-間質模型很少能夠動態(tài)分析腫瘤細胞的遷移特性。因此建立一種可以揭示脂肪組織對乳腺癌細胞遷移影響的3D打印模型具有重要意義。
維爾茨堡大學的Hannes Horder和愛爾朗根-紐倫堡大學的David B?hringer等學者開發(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胞在鄰近脂肪基質（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，乳腺癌細胞嵌入膠原中，形成乳腺癌細胞區(qū)；脂肪組織區(qū)由含有ASC或脂肪球的硫醇化透明質酸生物墨水組成（圖1A）。（ii）打印參數(shù)優(yōu)化：確保脂肪球的存活率和完整性；通過脂質含量的量化、脂肪標志基因的表達、特異性細胞外基質的存在以及細胞因子的分泌，驗證打印后脂肪表型的保持（圖1B）。（iii）實時細胞遷移分析：通過活細胞成像，分析乳腺癌細胞在周圍脂肪區(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，脂肪基質細胞和脂肪球顯著促進了乳腺癌細胞的遷移，這揭示了脂肪組織在癌細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制。