近日,，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Materials Today題為“Chemically and mechanically defined hyaluronan hydrogels emulate the extracellular matrix for unbiased in vivo and in vitro organoid formation and drug testing in cancer”的研究報(bào)告中,，來(lái)自多倫多大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究設(shè)計(jì)出了一種在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)細(xì)胞的新方法，其或能更好的模擬癌變腫瘤,，這種基于名為凝膠樣材料的平臺(tái)或能為促進(jìn)癌癥新型療法的開(kāi)發(fā)提供新的機(jī)會(huì),。

通過(guò)調(diào)查在乳腺癌組織中發(fā)現(xiàn)的天然分子，研究人員就能設(shè)計(jì)出一種成分更明確且更為可靠的替代品,，從而代替細(xì)胞生物學(xué)家通常使用的基質(zhì)膠(Matrigel)等標(biāo)準(zhǔn)材料,。這種新型的仿生水凝膠由透明質(zhì)酸組成，其通常存在于健康組織中,，并能在多種癌癥進(jìn)展過(guò)程中不斷增加,，包括乳腺癌、肺癌,、腦癌,、前列腺癌、卵巢癌和胰腺癌等,，但在基質(zhì)膠中會(huì)明顯缺失,，這些材料還包括層黏連蛋白，其是一種在乳腺組織中含量豐富的蛋白質(zhì),。

這兩種成分結(jié)合在一起會(huì)產(chǎn)生一種密切模仿原始組織的水凝膠,，其具有基質(zhì)膠的所有有益特性，同時(shí)還能通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞和周?chē)M織之間的交流溝通,。當(dāng)研究人員比較在新的水凝膠和基質(zhì)膠存在的情況下實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的患者活檢組織時(shí),，他們觀察到了不同的癌細(xì)胞生長(zhǎng)率以及其對(duì)藥物所產(chǎn)生的反應(yīng)，當(dāng)他們利用相同的水凝膠并注射患者細(xì)胞產(chǎn)生疾病動(dòng)物模型時(shí),，研究者發(fā)現(xiàn)了其機(jī)體免疫反應(yīng)的差異,，其中的基質(zhì)膠似乎會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生偏岐，從而混淆研究人員的理解，然而,，這種新型的水凝膠或能提供一種無(wú)偏見(jiàn)的“畫(huà)布”來(lái)幫助研究人員研究腫瘤的生長(zhǎng)如何影響宿主機(jī)體的免疫細(xì)胞反應(yīng),。

科學(xué)家設(shè)計(jì)出新型水凝膠 或有望幫助開(kāi)發(fā)更具靶向性的抗癌療法。

圖片來(lái)源：Materials Today (2022). DOI: 10.1016/j.mattod.2022.01.023

研究者Shoichet說(shuō)道,，隨著我們對(duì)癌癥免疫系統(tǒng)的理解越來(lái)越多,，對(duì)于無(wú)偏見(jiàn)的結(jié)果的重要性無(wú)論怎么強(qiáng)調(diào)或許都不過(guò)分。相關(guān)研究結(jié)果表明,，新的水凝膠或能產(chǎn)生更像人類(lèi)癌癥腫瘤中所觀察到的結(jié)果,，一個(gè)例子就是乳腺細(xì)胞自我組裝成3D結(jié)構(gòu)的能力，其關(guān)鍵組分會(huì)以某種方向?yàn)閷?dǎo)向,，這一過(guò)程被稱(chēng)之為極化,。當(dāng)研究人員進(jìn)行藥物篩選時(shí)，能夠培育出疾病細(xì)胞就顯得尤為重要了,，因?yàn)槟切┘?xì)胞是他們想要?dú)绲摹?/p>

在加拿大和美國(guó)一種新型癌癥療法被批準(zhǔn)用于人體之前,，加拿大衛(wèi)生部和美國(guó)FDA都會(huì)要求其通過(guò)動(dòng)物體內(nèi)研究，這就包括進(jìn)行患者衍生的異種移植物研究,，其是一種癌癥模型,，即將來(lái)自人類(lèi)腫瘤的組織或細(xì)胞移植到免疫缺陷的小鼠體內(nèi)，這些模型或能促進(jìn)研究人員更好地模擬人類(lèi)癌癥的生長(zhǎng),，并用于研究療法對(duì)臨床相關(guān)的患者的癌細(xì)胞所產(chǎn)生的影響,。但在某些情況下，為癌癥研究產(chǎn)生這些動(dòng)物模型所需要的的時(shí)間或許太長(zhǎng),，利用一種基于實(shí)驗(yàn)室的方法來(lái)在更明確的材料中生長(zhǎng)這些有價(jià)值的患者細(xì)胞或許會(huì)加速整個(gè)篩選過(guò)程,。

新型水凝膠結(jié)構(gòu)或能被用來(lái)模擬癌細(xì)胞微環(huán)境，從而制造一種用于癌癥研究的高度可靠的系統(tǒng),，如今研究人員能夠控制輸入,，從而獲得與他們所模擬的組織相關(guān)的受控機(jī)械特性和生化特性；癌癥研究的長(zhǎng)期目標(biāo)就是擺脫對(duì)動(dòng)物的研究,，如果這種新型平臺(tái)最終能實(shí)現(xiàn)體內(nèi)反應(yīng)的預(yù)測(cè),，那么其或許就會(huì)產(chǎn)生更多的優(yōu)勢(shì)，包括減少?gòu)难芯恐蝎@得結(jié)果所需的時(shí)間,。目前研究人員正在通過(guò)聯(lián)合研究來(lái)分析患者機(jī)體的乳腺癌細(xì)胞,，盡管本文研究的大部分都重點(diǎn)關(guān)注乳腺癌，但他們也能利用這一平臺(tái)生長(zhǎng)8種其它的癌癥類(lèi)型（包括結(jié)腸癌等）,，并能擴(kuò)大研究范圍從而對(duì)細(xì)胞侵襲進(jìn)一步研究,。

研究者Bahlmann表示，目前我們正在研究理解細(xì)胞侵襲的過(guò)程,，當(dāng)癌癥變得更具侵襲性時(shí)或許就更難以治療,，同時(shí)其還會(huì)開(kāi)始浸潤(rùn)到機(jī)體的不同微環(huán)境中,。研究者希望能通過(guò)在其所開(kāi)發(fā)的水凝膠中培育其它癌細(xì)胞，同時(shí)發(fā)現(xiàn)新型靶點(diǎn)并幫助開(kāi)發(fā)乳腺癌和其它癌癥的新型療法,。最后研究者表示，目前我們正在走向精準(zhǔn)醫(yī)療的時(shí)代,，如果能夠快速有效地篩選患者機(jī)體的細(xì)胞,，那么或許就能針對(duì)不同患者量身定制個(gè)體化抗癌療法，而研究人員所開(kāi)發(fā)的新型水凝膠或許就開(kāi)始了其新型藥物的發(fā)現(xiàn)之旅,。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Alexander E.G.Baker,，Laura C.Bahlmann，Chang Xue, et al. Chemically and mechanically defined hyaluronan hydrogels emulate the extracellular matrix for unbiased in vivo and in vitro organoid formation and drug testing in cancer, Materials Today (2022). DOI: 10.1016/j.mattod.2022.01.023