3D打印“仿制”癌癥腫瘤
3D打印技術(shù)真的很神奇，應(yīng)了一句廣告詞：只有想不到，沒有做不到。日前，一群來自中國和美國的研究人員利用3D打印技術(shù)成功地在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下創(chuàng)造了一個(gè)癌癥腫瘤的模型。確切地說，這是一個(gè)仿制的癌癥腫瘤，它用纖維蛋白做支架，外面包裹了一層宮頸癌細(xì)胞。仿制這個(gè)癌癥腫瘤的意義在于，它可以提供一個(gè)最接近真實(shí)的環(huán)境中以測(cè)試各種不同類型的藥物，并讓研究人員看到直觀的結(jié)果。
為了構(gòu)建腫瘤的結(jié)構(gòu)，研究人員將宮頸癌細(xì)胞與含有明膠/藻酸鹽/水凝膠的纖維蛋白原混合在一起，并將混合物裝入3D細(xì)胞打印機(jī)。這個(gè)3D打印的體外癌癥腫瘤模型有一種網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的成份，寬度和長(zhǎng)度均為10mm，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有點(diǎn)類似于纖維狀蛋白質(zhì)，并構(gòu)成腫瘤的細(xì)胞外基質(zhì)。
用于3D打印的宮頸癌細(xì)胞被稱為HeLa細(xì)胞，這是一種獨(dú)特的、“不死”細(xì)胞，是1951年在宮頸癌患者Henrietta Lacks身上最早發(fā)現(xiàn)德。這種細(xì)胞具有在實(shí)驗(yàn)室條件下無限分裂的能力，所以經(jīng)常被作為研究材料。
在以前，科學(xué)家一般使用單層細(xì)胞創(chuàng)建一個(gè)2D模型，來模仿腫瘤的生理環(huán)境。隨著3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，科學(xué)家們現(xiàn)在有可能提供一種更逼真的模型以揭示腫瘤細(xì)胞的行為特性。除了進(jìn)行測(cè)試之外，如果打印之后細(xì)胞仍然存活，研究人員還會(huì)研究癌細(xì)胞如何增殖，他們是如何表達(dá)為一組特定的蛋白質(zhì)，以及如何防御抗癌藥物。
結(jié)果表明，在3D打印之后90％的腫瘤細(xì)胞仍然存活。該結(jié)果還表明，與2D模型相比，3D模型有更多與真實(shí)的腫瘤相似的特性。并且在3D模型中腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出較高的擴(kuò)散速率，更高的蛋白表達(dá)以及對(duì)抗癌藥物的抗性更高。
“隨著更進(jìn)一步的了解這些3D模型，我們可以使用它們研究特定腫瘤細(xì)胞在患者身上的發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和治療。”美國Drexel大學(xué)孫偉教授說，他是這項(xiàng)研究的主要作者。孫偉教授同時(shí)還是我國國家“千人計(jì)劃”的特聘專家。
該研究結(jié)果已于2014年4月11日公布，并發(fā)表在IOP出版的《Biofabrication》雜志上
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