微小的胰腺复制品或能揭示致命癌症的弱点

2021年09月17日 15:05 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,通过在实验室中将特定的细胞置于特定的化学物质中,科学家们能培育出模仿人体的组织和器官。这为他们提供了一个强大的工具来研究疾病和可能治疗它们的药物,我们已经看到这些“类器官”形成了实验室培育的微型心脏、肺、大脑和血管。

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麻省理工学院(MIT)实验室培育的胰腺复制品标志着这一领域又向前迈进了一步。科学家们希望,这项技术不仅能帮助开发治疗胰腺癌症的新药还能帮助开发其他特别致命的类型。

这项新研究背后的MIT工程师跟英国曼彻斯特癌症研究所的科学家进行了合作以试图改进在实验室中培养有机物的典型方法。其中许多依赖于专门的凝胶来培养实验室培养的组织,但这些通常涉及复杂的蛋白质和生长因子的混合,这可能会导致混合的结果且不能让多种细胞类型的生长。

大约十年前,MIT的工程师们开始研究一种合成凝胶,这种凝胶可以以更稳定的方式生产并用作培养上皮细胞的培养基,这些上皮细胞和其他类型的重要支持细胞结合在一起,排列在身体的大多数器官上。一种叫做聚乙二醇(PEG)的生物相容性聚合物作为该团队的新凝胶的基础,从那里开始,研究人员试图结合其他生物材料片段以帮助完成这项工作。

这让他们找到了细胞外基质(ECM),一种由蛋白质和其他物质组成的网状结构,由身体周围的细胞分泌,但在细胞周围起支撑结构的作用。研究ECM的生化组成使科学家能挑选出PEG凝胶所需的特征以支持上皮细胞和支持细胞的生长。这包括一种被称为肽配体的分子,它将细胞粘附在凝胶上以形成类器官以及从纤维连接蛋白和胶原蛋白中提取的小肽。

该团队此前曾使用这种聚乙二醇凝胶培养不同形式的上皮组织如肠道组织,并证明它可以用来培养基质细胞和免疫细胞等茁壮成长的支持细胞。这项新研究的重点是使其适应胰腺组织的生长。这项研究的动力来自于在实验室中研究胰腺肿瘤细胞的困难,这些细胞一旦从身体中移除就会失去它们的癌变特征。

以小鼠健康或癌变的胰腺癌细胞为起点,该团队能使用这种凝胶培育出微小的胰腺器官和肿瘤,这一壮举在使用人类患者的胰腺癌细胞时也得到了重复。研究人员将这些组织跟活老鼠的组织进行了比较,结果发现它们拥有许多跟真老鼠相同的细胞和蛋白质。

这项研究希望能让这些类器官为研究人员提供一种新工具来研究胰腺肿瘤与其环境之间的关键相互作用。但由于这种凝胶技术完全是人工合成的、相对简单,而且能够以新的稠度生产,所以科学家们希望,通过结合不同的生长因子,它可以应用于其他癌症类型或健康状况。

“可重复性是一个主要问题,”这项研究的论文作者Linda Griffith说道,“研究界一直在寻找方法以对这些类有机物进行更有系统的培养,特别是控制微环境。”

其他的可能性包括使用凝胶作为平台来生长组织和器官以研究肺、结直肠癌和其他类型的癌症以及潜在药物如何影响这些肿瘤和它们的环境。另一种可能是子宫内膜异位症即子宫内膜在器官外生长引起疼痛和不孕。

“癌症领域长期以来依赖于其他方法(小鼠模型或孤立细胞研究),而类器官方法的贡献尤其是这些微型细胞群生长的凝胶结构将是研究进展的关键,”爱丁堡大学生殖医学教授Hilary Critchley说道。据悉,她没有参与这项研究。

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