你知道吗？3D培养研究肿瘤更具说服力哦~

    单层细胞培养技术为细胞和分子生物学的发展奠定了基础。但是这种经典的细胞体外培养模型与细胞真实的生长环境和生长方式还是有明显的差异，3D细胞培养模型作为一种新的细胞培养方式，3D细胞培养模型能更好的模拟细胞在人体内的生长环境。三维细胞培养可作为动物模型和二维培养模型之间的桥梁，广泛应用于肿瘤模型构建、肿瘤细胞生理学研究以及肿瘤耐药机制分析等的研究。
一、3D培养应用于肿瘤微环境研究
    低氧是肿瘤微环境的一个重要标记。低氧诱导因子(HIFs)可通过调节下游肿瘤相关基因的表达控制肿瘤细胞的迁移、侵袭和死亡，在肿瘤细胞产生治疗抗性过程中发挥重要作用。

    APE1/Ref-1上调HIF-1α。碳酸酐酶9（CA9）可增强细胞存活能力，其表达具有HIF-1依赖性。在3D条件下，单独培养的胰腺癌细胞（PDAC，包括Pa03C、10.05）分别用APE1/Ref-1抑制剂APX3330、APE1/Ref-1抑制剂APX3330+CA9抑制剂SLC-0111处理，培养后进行观察。用红色荧光标记胰腺癌细胞，发现两种抑制剂同时使用具有更好的肿瘤生长抑制效果，为肿瘤治疗提供新的思路。（图1）

                                    图1
二、3D培养应用于肿瘤细胞增殖研究
    3D 培养系统中细胞是非单层生长，其能生存更长时间且增殖率更慢。将TC-71尤文肉瘤细胞分别培养在2D单层和3D PCL支架中，发现在3D支架中，瘤细胞生长明显减慢。该研究
突出了3D培养的优点，可用于接近真实生理状态的细胞增殖研究。（图2）

图2

三、3D培养应用于抗肿瘤药物研究
    2D药物测试体系提供的信息有限，并往往具有误导性。而动物模型饱受伦理学的争议，3D细胞培养技术有望作为二者的桥梁，在提高细胞的药物筛选和识别毒性及鉴定无效的物质成分方面具有更大的潜力。
    将不同乳腺癌细胞系AU565，SKBR3，hcc1569和 BT549分别培养在传统的2D单层和lr ECM 3D基质中，并分别给予曲妥单抗、帕妥珠单抗（单克隆抗体靶向HER2），拉帕替尼（HER2和EGFR 双重抑制剂），所有3D培养的细胞株都表现出了更强的药物抵抗性，同时我们也观察到在两种培养条件下，每个细胞系对药物的应答反应各不相同。（图3）

         图3
    

    传统的2D培养技术在细胞与微环境的复杂交互作用方面存在诸多的局限性，随着3D细胞培养的提出，更接近体内真实的生长环境，在许多方面体外研究更接近动物模型。随着3D细胞培养技术的发展，其在肿瘤药物开发，深入理解肿瘤细胞生理，基因和蛋白表达及癌症研究方面具有广泛的前景和重要的价值。
 
参考文献：
[1] Logsdon DP, Grimard M, Luo M, et al. Regulation of HIF-1α under Hypoxia by APE1/Ref-1 Impacts CA9 Expression: Dual Targeting in Patient-Derived 3D Pancreatic Cancer Models [J],2016,15(11):2722-2732.
[2] Eliza Li Shan Fong, Salah-Eddine Lamhamedi-Cherradi, Emily Burdett, et al. Modeling Ewing sarcoma tumors in vitro with 3D scaffolds [J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2013, 110(16): 6500–6505.
[3] Weigelt B, Lo AT, Park CC, et al. HER2 signaling pathway activation and response of breast cancer cells to HER2-targeting agents is dependent strongly on the 3D microenvironment[J]. Breast Cancer Res Treat, 2010, 122(1):35-43.