可高效捕獲循環(huán)腫瘤細(xì)胞并保持細(xì)胞活力！武漢大學(xué)等單位合作發(fā)文：開發(fā)出一款新型3D纖維素支架

3月17日，武漢大學(xué)/湖北中醫(yī)藥大學(xué)/武漢大學(xué)中南醫(yī)院研究團(tuán)隊在期刊《Advanced Science》上發(fā)表了研究論文，題為“Capture and Culture of Circulating Tumor Cells Using a Biodegradable 3D Scaffold for Patient-Derived Xenograft Construction”，在這項研究中，研究人員開發(fā)了一種新型的三維纖維素支架，用于高效分離和原位培養(yǎng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs），旨在構(gòu)建患者來源的異種移植（CDX）模型。這種三維纖維素支架具有大孔隙和柔韌的結(jié)構(gòu)，能夠高效捕獲 CTCs 并保持細(xì)胞活力。其出色的生物相容性和滲透性進(jìn)一步促進(jìn)了 CTCs 的快速原位生長。重要的是，這種自支撐且可生物降解的支架可直接植入免疫缺陷小鼠體內(nèi)，不會留下任何殘留物質(zhì)。這種三維纖維素支架已成功用于構(gòu)建來自乳腺癌患者的 CDX 模型。該平臺的應(yīng)用可能會增進(jìn)研究人員對轉(zhuǎn)移機制的理解，并為癌癥治療帶來顯著益處。

PDX模型：優(yōu)勢顯著但應(yīng)用受限

01

患者來源的異種移植（PDX）模型在腫瘤學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用，因為它們能夠很好地模擬患者體內(nèi)腫瘤生長的過程。這些模型反映了腫瘤的分子和組織學(xué)特征，對于癌癥研究、藥物測試以及個性化治療方案具有不可替代的價值。然而，構(gòu)建 PDX 模型需要通過侵入性手術(shù)獲取腫瘤組織，然后將其植入小鼠體內(nèi)。在某些情況下，腫瘤組織可能無法通過手術(shù)獲取，這限制了 PDX 模型在臨床上更廣泛的應(yīng)用。

通過癌癥患者血液中的CTCs建立患者來源的異種移植模型

02

3D 纖維素支架微芯片最終被應(yīng)用于臨床癌癥患者的血液樣本。研究人員從三名乳腺癌患者身上采集的新鮮血液樣本通過纖維素支架微芯片進(jìn)行處理，并與成纖維細(xì)胞和膠原蛋白共培養(yǎng)。擴(kuò)展的細(xì)胞高表達(dá)癌癥特異性標(biāo)志物 CK 和增殖標(biāo)志物 Ki67，而白細(xì)胞標(biāo)志物 CD45 呈陰性。定量分析表明，在芯片內(nèi)培養(yǎng)后，癌細(xì)胞的數(shù)量增加了 2.9 至 18.5 倍。

隨后，研究人員將含有來自一名乳腺癌患者的擴(kuò)增循環(huán)腫瘤細(xì)胞的纖維素支架植入小鼠的乳腺中。隨著時間的推移，小鼠體重略有增加，但未出現(xiàn)不良行為表現(xiàn)。研究人員通過 H&E 染色和使用人類特異性 Ki67 抗體進(jìn)行免疫染色的組織學(xué)檢查證實，在異種移植小鼠的肝臟中存在增殖的人源性轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞。用于此次植入的循環(huán)腫瘤細(xì)胞來自患者 2#，其被診斷患有高組織學(xué)分級的浸潤性乳腺癌。因此，觀察到支架中循環(huán)腫瘤細(xì)胞的高增殖率及其侵襲性轉(zhuǎn)移行為。相比之下，來自另外兩名患有侵襲性較低疾病的患者的腫瘤，其生長速度較慢，轉(zhuǎn)移較少。

這些發(fā)現(xiàn)表明，3D 纖維素支架能夠從患者血液中高效分離和擴(kuò)增循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs），并支持直接植入以構(gòu)建異種移植模型，該模型能夠復(fù)制患者腫瘤的侵襲特性。與其它 CTC 培養(yǎng)方法相比，這種基于纖維素支架的系統(tǒng)在 CTC 增殖方面具有很高的成功率，并能保持出色的生物活性以促進(jìn)體內(nèi)轉(zhuǎn)移。纖維素支架的自支撐、生物相容性和生物降解性特性促進(jìn)了 CTC 捕獲、培養(yǎng)和直接植入的整合，為癌癥研究和個性化抗癌治療提供了強大的平臺。

從癌癥患者血液中捕獲、培養(yǎng)和體內(nèi)植入循環(huán)腫瘤細(xì)胞

參考資料：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202511148

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