用凝膠或可培育“類器官”

張夢然

據英國《自然·材料》雜志報道，科學家合作開發的一種新方法可利用健康或癌變的胰腺細胞培育胰腺的微小復制品。新模型可幫助研究人員開發和測試治療胰腺癌的潛在藥物。

英國癌癥中心曼徹斯特研究所與美國麻省理工學院的研究人員通過使用可模擬胰腺周圍細胞外環境的特殊凝膠，培育出了胰腺“類器官”，用以研究胰腺腫瘤與其環境的重要相互作用。

與之前用于組織生長的一些凝膠不同，新凝膠是完全合成的，易于組裝，并且每次生產都能保持成分一致。

研究還表明，新凝膠可用于培養其他類型的組織，包括腸道和子宮內膜組織。

傳統上，實驗室使用商業化組織凝膠在培養皿中培育“類器官”。然而，最廣泛使用的商業凝膠是蛋白質、蛋白多糖和源自小鼠腫瘤的生長因子的復雜混合物，它因批次而異，并且存在異物。

大約10年前，英國癌癥中心曼徹斯特研究所生物工程和機械工程琳達教授開始致力于設計一種可用于生成上皮細胞的合成凝膠，這些上皮細胞與其他支持細胞一起形成排列在大多數器官中的薄片。

研究人員開發的新凝膠基于聚乙二醇（PEG），這種聚合物因不與活細胞相互作用而被廣泛運用于醫療領域。通過研究圍繞人體器官的細胞外基質的生化和生物物理特性，研究人員就能確定引入PEG凝膠的特征以幫助細胞在其中生長。

其中一個關鍵特征是存在肽配體分子，它們與被稱為整合素的細胞表面蛋白相互作用。配體和整合素之間的黏性結合使細胞能夠黏附在凝膠上并形成“類器官”。

研究人員發現，在凝膠中加入源自纖連蛋白和膠原蛋白的小合成肽，可使它們生長出包括腸組織在內的各種上皮組織。研究表明，稱為基質細胞的支持細胞以及免疫細胞也可在這種環境中茁壯成長。

在這項新研究中，通過使用這種凝膠，研究人員發現腫瘤類器官表達了許多與胰腺腫瘤中相同的整合素。此外，通常圍繞腫瘤的其他類型的細胞，包括巨噬細胞和成纖維細胞也能夠在微環境中生長。

新凝膠的優點之一是可在實驗室中輕松制造。研究人員相信這種方法可用于研究肺癌、結直腸癌和其他癌癥，這樣的系統也可用以分析潛在的抗癌藥物如何影響腫瘤及其微環境。