生物3D列印的腦腫瘤幫助研究人員研究癌症治療方法

眾所周知，腦腫瘤最具攻擊性的形式之一是高級別膠質瘤或GBM。而診斷患有這些腫瘤的患者的中值生存時間約為15個月，對於複發腫瘤僅為5至7個月。這些嚴峻的統計被認為是膠質瘤幹細胞的結果，所以研究人員在開發新療法時正在尋找這些細胞。首先，他們需要開發逼真的神經膠質瘤模型，以便研究幹細胞的生物學特性並研究其對化療的抵抗力。

到目前為止，研究人員主要使用2D單層膠質瘤細胞來研究腫瘤。然而，這些模型是有限的，因為這些模型不允許研究人員研究腫瘤的3D環境或研究其他因素，如細胞-細胞或細胞-基質相互作用，空間-時間信號或代謝梯度。因此，大多數體外有效的抗膠質瘤藥物在臨床試驗中表現不佳。

現在，來自蘇州大學、清華大學和清華伯克利深圳研究所以及德國Medprin Biotech GmbH的一批研究人員正在使用生物3D列印技術創建膠質瘤幹細胞模型。在Tao Xu和Qin Lan的領導下，研究人員創造了一種模擬膠質瘤幹細胞的細胞外基質的多孔明膠/海藻酸鹽/纖維蛋白原水凝膠結構。他們通過添加交聯劑transglutimase（一種天然存在於人體內的無毒轉移酶）來增強明膠，使水凝膠更加穩定。

「我們的工作表明，我們可以使用生物3D列印技術來構建膠質瘤模型。這只是我們對神經膠質瘤微環境研究的開始，」團隊成員Xingliang Dai說。

據悉，該研究的論文標題為「3D biotrinted glioma stem cells for brain tumor model and applications of drug susceptibility」。

目前，研究人員正在努力改進現有系統，並優化用於生物列印的墨水。他們還需要改善腫瘤模型，以便更準確地模擬真正的膠質瘤腫瘤。

Xu說：「自論文發表以來，我們取得了很大的進展，包括我們觀察到生物3D列印的膠質瘤幹細胞與二維培養的幹細胞相比，差異表達的轉錄酶譜。我們也很高興地說，我們還得到了國家自然科學基金、國家高技術研究發展計劃（863計劃）和蘇州科技項目的資助。」

值得一提的是，涉及生物3D列印腫瘤的其他研究也有望突破，因為這些腫瘤為研究人員提供了真實的腫瘤如何對某種藥物或治療產生反應的表現。這大大加快了新葯進入市場的速度，因為如果他們已經在3D列印腫瘤上有效，他們更有可能在臨床試驗中取得成功。這些3D列印的腫瘤是研究人員能夠研究和測試人體內實際腫瘤的最接近的腫瘤模型。

研究人員還開始研究膠質瘤幹細胞與骨髓間充質幹細胞之間的相互作用，這可以通過在生物列印過程中將兩種類型的細胞融合在一起來完成。

Xu說：「通過將這項技術應用於膠質瘤研究，我們成功地揭開了關於神經膠質瘤幹細胞行為、膠質瘤微環境、腫瘤-基質相互作用和膠質瘤化學敏感性的更多信息。

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