在癌症研究中使用合成细胞支架替代动物测试

在癌症研究领域，科学家可以通过改变癌细胞分裂的环境来破坏癌症的生长的想法正在日益普及。研究人员测试该理论的主要方式是使用动物进行实验。

Smitha Rao的细胞支架研究旨在用静电纺丝合成物替代癌症研究中的动物测试。

密歇根理工大学生物医学工程学助理教授饶(Rao)最近在《IEEE开放医学与生物学工程杂志》上发表了“工程三维支架，利用刚度和形态相关的细胞粘附性来调节乳腺癌细胞的命运” 。

Rao的合著者是博士研究生Samerender Hanumantharao，硕士研究生Carolynn Que和本科生Brennan Vogl，他们都是密歇根理工学院生物医学工程专业的学生。

合成材料标准化

当细胞在体内生长时，它们需要一种称为细胞外基质(ECM)的物质才能在其上生长，就像一栋精心打造的房屋需要牢固的基础一样。为了研究细胞在ECM上的生长方式，研究人员需要从某个地方获取基质。

Hanumantharao说：“合成的ECM是通过将聚合物(如聚己内酯)静电纺丝制成的，与使用不同种类动物的细胞相比，在研究中更加一致。”

“在我的实验室中，重点一直在标准化工艺和使用合成材料来保持支架的化学组成相同，但是改变了所生产纤维的物理结构，”饶说，并指出要改变聚合物或聚合物的类型。在聚合物中添加溶剂会引入太多变量，这可能会影响细胞在支架上的生长方式。因此，饶和她的研究员可以通过仅改变实验的一个方面：电压来比较具有不同支架排列方式的不同细胞系。

通过改变聚合物旋转的电压，研究人员可以改变支架的形状，无论是蜂窝状，网状还是排列状。Rao的团队最近在《皇家化学学会》上发表了有关操纵电场以实现不同支架模式的文章。Rao的团队正在与Dipole Materials合作探索扩大该过程的方法。

Rao和她的研究人员使用四种不同的细胞系来测试电纺支架的功效：作为正常乳腺组织的184B5作为对照。MCF-7，一种乳腺腺癌;MCF10AneoT，一种恶变前细胞系;和MDA-MB-231，这是一种转移性三阴性腺癌，很难检测。

我们可以研究癌细胞为何以及如何转移。我们可以在真正的3D系统中理解为什么转移前细胞会转移，并为其他研究人员提供工具来研究在癌前细胞与恶性细胞之间发生变化的信号通路。”

未来研究的途径

此外，该研究还发现了另一个研究领域的信息：恶性癌细胞在哪种细胞环境中生长最佳?Rao的研究小组发现，三阴性乳腺癌细胞更喜欢蜂窝状支架，而腺癌细胞更喜欢网状支架，而癌前细胞更喜欢对齐的支架。将来，科学家们也许能够设计出细胞骨架，包括刚度，结构和形状，从而使人体内肿瘤周围的区域不再是癌细胞生长的好客之地。

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