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生物3D打印迷你脑组织:用于研究细胞间相互作用的胶质母细胞瘤模型

已有 265 次阅读 2020-3-22 10:44 |个人分类:再生医学前沿|系统分类:科研笔记|关键词:学者

胶质母细胞瘤相关巨噬细胞(GAMs)在多形性胶质母细胞瘤(GBM)的生长和侵袭性中起重要作用,但这两种细胞间的确切的相互作用并没有完全获悉,此外也缺乏相关可模拟它们间相互作用的体外模型。本文提出了一种方案,由胶质母细胞瘤细胞和巨噬细胞组成的3D生物打印的迷你脑组织作为研究这两种细胞间相互作用的工具,并可测试针对这种相互作用的治疗方法。研究表明,在迷你脑组织中,胶质母细胞瘤细胞主动招募巨噬细胞并使其分化成GAM特异性表型,这与转录组学和患者存活数据具有临床相关性。此外,巨噬细胞可诱导迷你脑组织中胶质母细胞瘤细胞的生长和侵袭性。最后,通过该模型证明了治疗如何抑制GAMs与肿瘤细胞之间的相互作用,从而降低肿瘤生长、提高化疗敏感性。该生物3D打印的肿瘤模型有望提高人们对肿瘤生物学的认识,并用于评价新颖的癌症治疗方法。


荷兰特文特大学生物材料科学与技术系的Jai Prakash教授团队用生物3D打印技术,将大量肿瘤细胞纳入由巨噬细胞组成的迷你脑组织中,研究了细胞间密切相互作用导致巨噬细胞与肿瘤细胞的表型改变,并应用该模型于检测传统化疗及巨噬细胞调节药物的治疗效果。相关论文“3D-Bioprinted Mini-Brain: A Glioblastoma Model to Study CellularInteractions and Therapeutics”发表于Advanced Materials杂志。


文中依次采用了旁分泌(paracrine signaling)和近分泌(juxtacrine signaling)信号传送模型来研究肿瘤细胞与巨噬细胞相互影响。为了更好地模拟真实的肿瘤微环境,研究者采用两步生物打印方法构建了一个迷你脑组织模型:先打印一个带空腔的、裹小鼠巨噬细胞系(RAW264.7)的迷你脑组织模型,再用载小鼠胶质母细胞瘤细胞(GL261)的生物墨水填入该空腔中,随后对整个结构进行光交联使其固化。这两种细胞都分别被裹入混合墨水(成分为GelMA+明胶)中,依次被打印。

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