供稿人：万永康、高琳 供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 发布日期：2024-10-10
在乳腺癌的发病过程中，乳腺脂肪组织及其与局部脂肪环境的相互作用对肿瘤的进展起着重要作用。脂肪组织是乳腺肿瘤微环境的重要组成部分,其中的脂肪干细胞和成熟脂肪细胞与邻近的乳腺癌细胞进行相互作用。然而，目前尚不清楚这种复杂的肿瘤微环境如何具体影响癌细胞迁移。三维生物打印技术能够精确控制细胞和基质材料在空间上的分布,为模拟肿瘤微环境提供了可能。然而现有的3D打印肿瘤-间质模型很少能够动态分析肿瘤细胞的迁移特性。因此建立一种可以揭示脂肪组织对乳腺癌细胞迁移影响的3D打印模型具有重要意义。
维尔茨堡大学的Hannes Horder和爱尔朗根-纽伦堡大学的David Böhringer等学者开发了一种3D生物打印乳腺癌模型，该模型允许全面分析癌细胞在邻近脂肪基质（adipose-derived stromal cell, ASC）和脂肪球（adipose spheroids）影响下的迁移参数。实验流程如图1所示：（i）3D生物打印模型的建立：在一个可打印的生物墨水中，乳腺癌细胞嵌入胶原中，形成乳腺癌细胞区；脂肪组织区由含有ASC或脂肪球的硫醇化透明质酸生物墨水组成（图1A）。（ii）打印参数优化：确保脂肪球的存活率和完整性；通过脂质含量的量化、脂肪标志基因的表达、特异性细胞外基质的存在以及细胞因子的分泌，验证打印后脂肪表型的保持（图1B）。（iii）实时细胞迁移分析：通过活细胞成像，分析乳腺癌细胞在周围脂肪区的旁分泌信号作用下的迁移参数（图1CD）。
图1 乳腺癌模型的建立与依赖性表征
实验表明，脂肪基质细胞和脂肪球显著促进了乳腺癌细胞的迁移，这揭示了脂肪组织在癌细胞迁移中的重要作用。研究成果为开发新型抗癌药物提供了有价值的平台，并有助于深入了解脂肪组织与乳腺癌之间的相互作用机制。