干細(xì)胞如何與乳腺癌細(xì)胞相互作用
研究人員已經(jīng)研究了人類間充質(zhì)干細(xì)胞(hMSCs)和乳腺癌細(xì)胞如何相互作用并相互影響彼此的侵襲性,這一概念此前使科學(xué)家感到困惑。
hMSC存在于骨髓中,對于再生和修復(fù)體內(nèi)受損區(qū)域非常重要,因為它們可以分化為多種細(xì)胞類型,包括制造骨骼,軟骨,肌肉和脂肪的細(xì)胞。
癌癥研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了hMSC,因為當(dāng)它們出現(xiàn)在體內(nèi)并與癌細(xì)胞相互作用時,它們會自然地轉(zhuǎn)移到腫瘤中。
他們特別渴望了解hMSC是否可以與細(xì)胞相互作用以預(yù)防“繼發(fā)性乳腺癌”,因為這種類型的癌癥是無法治愈的。
繼發(fā)性乳腺癌是指乳腺癌中的原發(fā)性癌細(xì)胞通過血液或淋巴系統(tǒng)擴(kuò)散到附近的組織(如肺,骨骼和肝臟)時發(fā)生的過程,即“轉(zhuǎn)移”。
盡管hMSCs自然吸引了這些“侵襲性”癌細(xì)胞,但這些細(xì)胞之間如何相互作用和相互影響尚不清楚,并且以前的研究結(jié)果也有所不同,有人發(fā)現(xiàn)hMSCs促進(jìn)了轉(zhuǎn)移,而另一些人則認(rèn)為它們減少了轉(zhuǎn)移。
該研究集中于MDA-MB-231 –一種以極高侵襲性著稱的乳腺癌細(xì)胞系。
研究發(fā)現(xiàn),hMSC大大降低了MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞的侵襲性。但是,此研究與以前的研究不同,因為它使用了3D模型。
大多數(shù)科學(xué)家研究通過在小鼠體內(nèi)生長腫瘤或通過使用2D單層培養(yǎng)物(在受控條件下在平板中并排并排培養(yǎng)的細(xì)胞)來與癌細(xì)胞相互作用。由于微環(huán)境的差異,在小鼠體內(nèi)
(體內(nèi))不斷增長的癌癥不能代表人類所發(fā)生的事情,而二維模型也有其局限性,因為腫瘤不是扁平的,而是3D且周圍都是觸摸細(xì)胞它們,而不僅僅是側(cè)面的那些。
這項研究的共同作者M(jìn)hairi Morris博士對此進(jìn)行了描述,他在2D模式下對腫瘤進(jìn)行建模就像是“踢足球并排躺在地面上-可能但很垃圾”。
通過3D建模癌癥,研究人員可以觀察癌細(xì)胞如何與它們接觸的所有細(xì)胞表面相互作用,從而更準(zhǔn)確地了解人體內(nèi)發(fā)生的情況。
在莫里斯博士以及拉夫堡大學(xué)hMSCs專家Liz Akam博士的指導(dǎo)下,博士生Mj Brown開發(fā)了3D模型,使她能夠探索hMSCs與MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞之間的關(guān)系。
布朗通過將hMSC細(xì)胞與癌細(xì)胞混合(“共培養(yǎng)”)并將其從組織培養(yǎng)皿的蓋子中懸浮,從而創(chuàng)造了3D球形腫瘤。
一旦形成“球體”,它們就會被嵌入到類似于果凍狀的基質(zhì)中,該基質(zhì)模仿乳腺癌細(xì)胞在體內(nèi)的環(huán)境。
在五天的時間內(nèi),通過測量細(xì)胞進(jìn)入基質(zhì)的投射長度(一種已知的細(xì)胞浸入量),觀察到浸潤的變化,并且發(fā)現(xiàn)與hMSC混合后癌細(xì)胞的浸潤性降低。
結(jié)果為癌細(xì)胞和干細(xì)胞如何在體內(nèi)相互作用提供了新證據(jù),并進(jìn)一步凸顯了3D模型的有效性。
這項研究對從事該領(lǐng)域的科學(xué)家來說也很重要,因為在確定較好的共培養(yǎng)條件以制備球體的同時,布朗發(fā)現(xiàn)了血清的來源-一種添加到細(xì)胞培養(yǎng)基中的補(bǔ)充劑,其中包含必要的蛋白質(zhì)混合物,有助于細(xì)胞生長的激素和其他生長因子–對所研究細(xì)胞的生長具有重大影響。
布朗說:“繼續(xù)研究3d系統(tǒng)中hMSC與癌細(xì)胞之間的相互作用對于進(jìn)一步了解這種關(guān)系以及腫瘤微環(huán)境對轉(zhuǎn)移的影響至關(guān)重要。
“使用3D模型(例如本研究中使用的模型)為研究體外關(guān)系提供了機(jī)會,并且可以進(jìn)行間充質(zhì)干細(xì)胞驅(qū)動的乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的生化調(diào)節(jié)的新研究。
“我希望我的研究能夠使我們進(jìn)一步了解hMSC與乳腺癌細(xì)胞之間的關(guān)系,以便開發(fā)出預(yù)防乳腺癌轉(zhuǎn)移的新治療方法?!?/span>
布朗已經(jīng)在這項研究的基礎(chǔ)上,研究運(yùn)動在hMSC與乳腺癌細(xì)胞之間的關(guān)系以及體育鍛煉是否可以進(jìn)一步降低侵襲性方面所起的作用。
“體外建模的未來將是三倍甚至更多!–尺寸,我們很高興能在此方面進(jìn)行獨特的嘗試–將乳腺癌細(xì)胞與hMSCs共同培養(yǎng),并觀察運(yùn)動對這種相互作用的影響?!蹦锼共┦靠偨Y(jié)說。
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