3D組織NMT研究：下一個(gè)科研熱點(diǎn)？

作者：許越

筆者以前介紹過(guò)，NMT：非損傷微測(cè)技術(shù)具有三維立體的活體組織生理功能研究能力，而且非常簡(jiǎn)便快速。

生命是3D的，現(xiàn)在又有了3D數(shù)據(jù)！但您知道如何使用它們嗎？

揭秘！NMT如何獲取3D數(shù)據(jù)

為有勇氣敢于嘗試新技術(shù)的中國(guó)科研人員提供了寶貴的創(chuàng)新機(jī)遇。

活體組織Ca²⁺流3D檢測(cè)

盡管NMT的3D功能技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于科學(xué)界多年，但進(jìn)入2018年，世界范圍內(nèi)的生命科學(xué)工作者，尤其是動(dòng)物醫(yī)學(xué)研究人員，不約而同地把各自的研究興趣放到了人體/動(dòng)物活體組織的三維（3D)立體研究上。

筆者發(fā)現(xiàn)，僅就美國(guó)化學(xué)社團(tuán)（American Chemical Society：ACS）今年就連發(fā)了兩篇相關(guān)文章。

其中一篇基于組織工程的三維（3D）模具不僅可以模擬體內(nèi)組織，而且具備一些傳統(tǒng)二維（2D）培養(yǎng)沒(méi)有的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。其中最大的優(yōu)勢(shì)就是在3D模型條件下，提供了過(guò)去從未能夠研究過(guò)的，相關(guān)基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄后的微調(diào)信號(hào)及其網(wǎng)絡(luò)。在這項(xiàng)研究中，通過(guò)使用新一代測(cè)序（NGS）來(lái)分析在3D支架上培養(yǎng)的MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)的變化，確定了幾種關(guān)鍵的miRNA-mRNA相互作用，這些相互作用可能有助于預(yù)判乳腺癌的轉(zhuǎn)移。

另一篇是骨癌生物3D模型的建立，該模型為研究接近體內(nèi)環(huán)境條件下，過(guò)去通常因?yàn)檫^(guò)于復(fù)雜而無(wú)法研究的細(xì)胞互作或蛋白質(zhì)互作提供了可能。這篇綜述還深入描述了組織工程3D骨骼和癌癥模型，并與2D模型進(jìn)行了比較。描述了使用的生物材料和細(xì)胞類型，并且提出了組織工程化骨癌模型領(lǐng)域的未來(lái)方向。

2015年的ACS得的一篇文章則是一種三維（3D）支架系統(tǒng)的研發(fā)，它可以更好地模擬乳腺腫瘤的立體形貌和機(jī)械特性，從而在體外重建腫瘤微環(huán)境以研究乳腺癌轉(zhuǎn)移。比較基因表達(dá)分析顯示，與在常規(guī)2D組織培養(yǎng)聚苯乙烯中生長(zhǎng)的細(xì)胞相比，在3D支架中生長(zhǎng)的細(xì)胞表達(dá)與轉(zhuǎn)移的三個(gè)主要事件（即，起始，進(jìn)展和位點(diǎn)特異性定植）相關(guān)的基因水平均有所增加，說(shuō)明該系統(tǒng)可作為一個(gè)綜合的體外模型來(lái)研究乳腺癌轉(zhuǎn)移的多種機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

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• Application of Non-invasive Microsensing System to Simultaneously Measure Both H⁺ and O₂ Fluxes Around the Pollen Tube

  Journal of Integrative Plant Biology 2006, 48 (7): 823−831

• MiRNomics Reveals Breast Cancer Cells Cultured on 3D Scaffolds Better Mimic Tumors in Vivo than Conventional 2D Culture

  ACS Biomater. Sci. Eng., 2018, 4 (1), pp 116–127

  DOI: 10.1021/acsbiomaterials.7b00694

•  3D Tissue Engineered in Vitro Models of Cancer in Bone

  ACS Biomater. Sci. Eng., 2018, 4 (2), pp 324–336

  DOI: 10.1021/acsbiomaterials.7b00097

• Enhanced Metastatic Potential in a 3D Tissue Scaffold toward a Comprehensive in Vitro Model for Breast Cancer Metastasis

  ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (50), pp 27810–27822

  DOI: 10.1021/acsami.5b09064