生物3D打印的脑肿瘤帮助研究人员研究癌症治疗方法

      脑肿瘤最具攻击性的形式之一是高级别胶质瘤或GBM。而诊断患有这些肿瘤的患者的中值生存时间约为15个月，对于复发肿瘤仅为5至7个月。这些严峻的统计被认为是胶质瘤干细胞的结果，所以研究人员在开发新疗法时正在寻找这些细胞。首先，他们需要开发逼真的神经胶质瘤模型，以便研究干细胞的生物学特性并研究其对化疗的抵抗力。

到目前为止，研究人员主要使用2D单层胶质瘤细胞来研究肿瘤。然而，这些模型是有限的，因为这些模型不允许研究人员研究肿瘤的3D环境或研究其他因素，如细胞-细胞或细胞-基质相互作用，空间-时间信号或代谢梯度。因此，大多数体外有效的抗胶质瘤药物在临床试验中表现不佳。

      现在，来自苏州大学、清华大学和清华伯克利深圳研究所以及德国Medprin Biotech GmbH的一批研究人员正在使用生物3D打印技术创建胶质瘤干细胞模型。在Tao Xu和Qin Lan的领导下，研究人员创造了一种模拟胶质瘤干细胞的细胞外基质的多孔明胶/海藻酸盐/纤维蛋白原水凝胶结构。他们通过添加交联剂transglutimase（一种天然存在于人体内的无毒转移酶）来增强明胶，使水凝胶更加稳定。“我们的工作表明，我们可以使用生物3D打印技术来构建胶质瘤模型。这只是我们对神经胶质瘤微环境研究的开始，”团队成员Xingliang Dai说。

     据悉，该研究的论文标题为“3D biotrinted glioma stem cells for brain tumor model and applications of drug susceptibility”。目前，研究人员正在努力改进现有系统，并优化用于生物打印的墨水。他们还需要改善肿瘤模型，以便更准确地模拟真正的胶质瘤肿瘤。Xu说：“自论文发表以来，我们取得了很大的进展，包括我们观察到生物3D打印的胶质瘤干细胞与二维培养的干细胞相比，差异表达的转录酶谱。我们也很高兴地说，我们还得到了国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划（863计划）和苏州科技项目的资助。”

      值得一提的是，涉及生物3D打印肿瘤的其他研究也有望突破，因为这些肿瘤为研究人员提供了真实的肿瘤如何对某种药物或治疗产生反应的表现。这大大加快了新药进入市场的速度，因为如果他们已经在3D打印肿瘤上有效，他们更有可能在临床试验中取得成功。这些3D打印的肿瘤是研究人员能够研究和测试人体内实际肿瘤的最接近的肿瘤模型。

    研究人员还开始研究胶质瘤干细胞与骨髓间充质干细胞之间的相互作用，这可以通过在生物打印过程中将两种类型的细胞融合在一起来完成。Xu说：“通过将这项技术应用于胶质瘤研究，我们成功地揭开了关于神经胶质瘤干细胞行为、胶质瘤微环境、肿瘤-基质相互作用和胶质瘤化学敏感性的更多信息。