在细胞外基质水凝中编程时间度线索,用于建模癌症

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 癌症生物学 癌症生物学
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 细胞外矩阵 (ECM) 硬是乳腺癌等疾病的标志.
• 当前的3D *体外* 模型往往缺乏模仿疾病进展的动态机械线索.
• 需要智能生物材料来复制瘤微环境的时间生物力学变化.

研究的目的:

• 开发一个临床前的3D*in vitro*模型,复制瘤微环境的动态可塑性.
• 研究逐渐细胞外矩阵 (ECM) 刚化的对乳腺癌细胞行为和球形形成的影响.
• 创建一个模型,允许在受控的微环境中观察癌细胞的时间表型变化.

主要方法:

• 使用脂肪衍生脱细胞化ECM (AdECM) 和丝纤维素制成一个复合水凝.
• 水凝是使用可见光进行交联的,并通过聚合物二次结构相互作用在3周内逐渐变硬.
• 在硬化水凝微环境中封装并培养MCF-7乳腺癌细胞.

主要成果:

• 渐进的水凝硬化 (从最初到25kPa) 诱导了MCF-7细胞的生长停止和表型变化.
• 该模型促进了成熟的,有机体样球体的发展,其结构模仿乳腺上皮质.
• 内瘤异质性出现,中心细胞表现出侵略性表型 (纤维内素增加,E-cadherin减少),反映了生理瘤.

结论:

• 开发的硬化水凝模型成功地复制了瘤微环境的时间生物力学线索.
• 动态ECM硬化驱动表型异质性和乳腺癌球状体中类器官结构的形成.
• 这种方法提供了一种创新的策略,用于创建具有广泛适用的先进的3D*体外*疾病模型.