合成细胞培养过程为更有效的癌症研究奠定了基础

在2.5D类器官细胞(右)和亲本3D类器官(左)中，CK5表达是基础细胞标记。

图片来源：东京农业科技大学臼井达也

日本的研究人员从狗的患病膀胱组织中复制了癌细胞，从而最大限度地减少了昂贵的干细胞产品的使用。合成的肿瘤细胞使科学家能够诊断癌症并优化治疗方法，而无需让患者经历繁琐的化学试验和错误试验。

东京农业技术大学兽医药理学实验室高级助手尾井龙也教授领导的研究小组于2020年6月10日在《科学报告》杂志上发表了他们的发现。

在3D生物打印蓬勃发展的领域中，类器官是一个利基市场，其中包括不断增长的稳定的化学和生物过程，这些过程会生成用于研究和医学程序的活体组织。目前，临床上可行的3D生物打印仅限于简单结构，例如一小块皮肤，脂肪或软骨。最终，医学界希望产生可行的替代器官，从而消除对移植供体的需求。

乌苏伊教授的团队着手创建一种类器官，而无需使用刺激细胞的补充剂和基质胶(Matrigel)，这是一种昂贵的产品，该产品来自从基因工程啮齿动物身上收获的干细胞。3-D生物打印产品的稀缺性使其成为进行及时癌症诊断和新治疗的大规模研究的不佳选择。

为了研究这种新的细胞培养方法，研究人员将注意力集中在狗的膀胱癌上，这种疾病的发生率与人相似。他们捕获了狗尿中排空的患病细胞，并使用一种新工艺对其进行了复制，该工艺产生的尸体模仿原始肿瘤细胞的关键特征足够紧密，从而可以有效地用于诊断疾病和确定可能的治疗方法。该团队通过在富含蛋白质的培养基中培养捕获的患病细胞来创建类器官。

“有趣的是，我们能够使用传统的，完整的3D生物打印过程(一种2.5D过程)所不具备的技术来生长类器官细胞，同时产生大多数3-D类器官的特征。这意味着我们可以生产便宜的生物材料用于测试和研究，而不会损害准确性。” 臼井教授说。

一旦研究小组成功地从狗的患病细胞中产生类器官，他们就测试了它们对三种常见的抗癌药以及几种抗体的反应。随后，他们将防腐剂应用于研究样品，基本上停止了处理过程以分析结果。他们还逆转了这一过程，使用传统的生物打印技术生成了3-D类器官细胞，然后将它们植入了小鼠体内。细胞如预期的那样变成了肿瘤，为研究团队提供了进一步的证据，表明2.5D类器官可能是一种准确有效的研究培养基。

“我们有信心，我们的方法将在动物和人类的膀胱癌诊断和治疗方面取得突破，因为它有效地减少了培养时间，处理，凝胶和培养基补充成本，因此，它可以成为重要的平台。新膀胱癌疗法的发展。”臼井说。