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Nat Mater:加拿大科学家建立新类似癌细胞培养体系

摘要 : 2015年11月23日,国际顶级学术期刊《Nature》旗下子刊《Nature Materials》杂志在线发表多伦多大学的Alison McGuigan教授和Darren Rodenhizer博士建立了一种卷纸形式的新癌细胞培养平台,可以更好的模拟肿瘤三维环境

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2015年11月23日,国际顶级学术期刊《Nature》旗下子刊《Nature Materials》杂志在线发表多伦多大学的Alison McGuigan教授和Darren Rodenhizer博士建立了一种卷纸形式的新癌细胞培养平台,可以更好的模拟肿瘤三维环境,研究有望加速抗癌药物的研发,帮助理解癌细胞的行为。

研究人员选择了一种多孔条带作为支撑材料,在其中浸透胶原和癌细胞。他们把条带放入培养液,让细胞适应新的环境。随后将条带绕着金属芯卷起来,形成一个人工肿瘤,用来分析肿瘤细胞的行为。

展开这个条带,研究人员在内层和外层之间发现了显而易见的差异。“随着氧浓度的降低,死亡细胞的数量逐渐增加,这些细胞在应答氧浓度的梯度,”Rodenhizer说。还活着的细胞表现出了许多差异,比如低氧相关基因的表达增强。值得注意的是,随着条带延伸,细胞发生的变化是逐步和持续性的。

这种单层设计其实很容易上手,“我们技术很简单,一周内就可以教会本科生,”McGuigan说。这一技术将帮助研究者们更好的理解癌细胞行为,以便在不影响健康细胞的同时靶标癌症。

这项研究为癌症生物学家提供了探索前沿问题的实用工具,有助于将这些发现转化到临床,在个性化医疗领域也有很大的应用前景。“我们可以获取患者自身细胞,然后为他们的肿瘤建立一个副本,”McGuigan说。这样的副本可以进行多种处理,为人们提供宝贵的治疗信息。McGuigan希望这一技术能够被研究者们广泛采用,因为“这样可以发现更多潜在的应用”。

原文链接:

A three-dimensional engineered tumour for spatial snapshot analysis of cell metabolism and phenotype in hypoxic gradients

原文摘要:

The profound metabolic reprogramming that occurs in cancer cells has been investigated primarily in two-dimensional cell cultures, which fail to recapitulate spatial aspects of cell-to-cell interactions as well as tissue gradients present in three-dimensional tumours. Here, we describe an engineered model to assemble three-dimensional tumours by rolling a scaffold–tumour composite strip. By unrolling the strip, the model can be rapidly disassembled for snapshot analysis, allowing spatial mapping of cell metabolism in concert with cell phenotype. We also show that the establishment of oxygen gradients within samples that are shaped by oxygen-dependent signalling pathways, as well as the consequential variations in cell growth, response to hypoxic gradients extending from normoxia to severe hypoxia, and therapy responsiveness, are consistent with those of tumours in vivo. Moreover, by using liquid chromatography tandem mass spectrometry, we mapped cellular metabolism and identified spatially defined metabolic signatures of cancer cells to reveal both known and novel metabolic responses to hypoxia.

来源: Nature Materials 浏览次数:1

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