莱斯大学利用3D打印技术模拟转移性癌细胞团簇,为研究癌症扩散提供成本更低的方法

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       2026年3月27日,莱斯大学的生物工程师开发了提出了一种先进的肿瘤景观分析系统(ATLAS),它是一种快速制造的3D打印超疏水阵列平台,可以生成大量的癌细胞簇,准确地复制细胞在血液中传播时遇到的条件,以期解决转移研究中的一大挑战。相关研究以题为“A Superhydrophobic 3D Cell CultureSystem Reveals the Mechanobiological Role of Cancer-Associated Fibroblasts inProstate Cancer Metastasis”的论文发表在《先进医疗材料》(AdvancedHealthcare Materials)杂志上。论文的第一作者、金实验室的博士生亚历山德里亚·卡特声称这种制造方法是该领域的首创。
      这种方法名为高级肿瘤景观分析系统 (ATLAS),由莱斯大学 ED Butcher 生物工程教授 Michael King 的实验室开发,它建立在早期研究的基础上,利用超疏水表面(一种强烈排斥水的材料)来促进细胞聚集形成三维结构。ATLAS 使用3D 打印的微孔阵列,并对其进行处理,以产生纳米级的疏水效果,类似于荷叶上的疏水效果。


ATLAS各主要制备步骤的代表性扫描电镜图像和接触角测量结果
ATLAS各主要制备步骤的代表性扫描电镜图像和接触角测量结果。图片来源:莱斯大学


      德克萨斯州癌症预防和研究所学者金表示:“由于缺乏足够的实验室技术来重现这一复杂过程,转移仍然鲜为人知。”与以往的方法相比,ATLAS 的生产耗时更短,成本更低。卡特解释说:“无论是在自然界还是在实验室中,实现这一目标的方法是制造一个纳米级粗糙的表面,然后用特氟龙或蜡等不润湿物质涂覆纳米级凸起。我们首次通过 3D 打印实现了这一目标,这意味着这种方法具有可扩展性,其他实验室也很容易采用。”


利用原子力显微镜 (AFM) 对 ATLAS 器件进行表面粗糙度表征
△利用原子力显微镜 (AFM) 对 ATLAS 器件进行表面粗糙度表征
        研究团队使用 ATLAS 生成前列腺癌细胞簇,其中一些含有癌相关成纤维细胞 (CAF),这些细胞常见于肿瘤微环境中。测试表明,癌细胞团块在血液循环中成群移动时更容易存活,尤其是在 CAFs 存在的情况下,因为这些支持细胞可以帮助癌细胞承受血液流动的压力并继续生长。

       卡特说:“我们论文最令人兴奋的地方之一在于,它不仅报告了一种可供其他研究人员使用的新实验方法,而且还报告了新的基础生物学结果。或许在未来,下一代前列腺癌药物将以这些CAF‘护卫细胞’为靶点,从而阻止转移。”金补充道:“ATLAS 让研究癌症最危险的方面之一变得更加容易。”据报道,ATLAS 正在通过Carter 正在开发的一家名为 Bionostic 的初创公司进行商业化开发。

来源:南极熊


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