“一個能真實還原癌癥轉移過程的體外模型”被構建

癌癥轉移是導致患者長期生存率下降的主要原因，構建一個能真實還原癌癥轉移過程的體外模型，是該領域的研究難點。傳統的動物模型和二維細胞模型在研究模擬癌癥轉移上仍存在明顯局限。

類組裝體是一種由多種細胞類型生成的具有空間結構的復雜類器官系統，為模擬癌癥轉移提供了新路徑，其現有構建方法存在選擇性差、毒性高等問題，難以精準還原癌癥轉移過程。因此，需要發展一種安全穩定且高精度的新型技術，用于構建真實可靠的癌癥轉移模型。

近日，中國科學院深圳先進技術研究院科學儀器所（籌）研究員馬騰團隊和哈爾濱醫科大學教授田野團隊合作在《細胞報告物理科學》發表最新成果。合作團隊通過全息聲鑷科學儀器產生的具體生物醫學應用，圍繞全息聲鑷和三維細胞培養技術構建了類器官-細胞球在線組裝平臺，通過該平臺構建了一種精準、可靠且具有多功能性的肝癌轉移類組裝體模型。

通過類器官-細胞球在線組裝平臺構建肝癌轉移模型示意圖。研究團隊供圖

在這項研究中，研究人員主要聚焦于肝癌轉移模型，并開發了一種組織工程技術—全息聲鑷，通過個性化構建多重復合聲場，實現了對肝癌細胞球的非接觸式、精準操控。研究還利用人多功能干細胞誘導技術，分化出可以同時表達肝臟和膽管結構功能的肝膽類器官，并利用表達綠色熒光蛋白的人肝癌細胞系HuH-7構建肝癌細胞球。同時，通過免疫熒光染色和RNA測序分析，系統評估了不同參數下三維聲場對肝膽類器官和細胞球安全性的影響，并進一步優化了操控參數。

基于全息聲鑷和三維細胞培養技術，研究人員進一步開發了“類器官-細胞球在線組裝平臺”，用于構建體外單灶性及多灶性肝癌轉移模型，并通過免疫熒光與Bulk RNA測序驗證模型的可靠性。實驗結果表明，該肝癌轉移模型能夠可視化肝癌浸潤周圍肝膽系統的過程，并上調表達肝癌轉移過程中特異性的信號通路。

為了展示該模型的多功能性和通用性，研究人員在體外通過乙醇刺激構建了可以表達酒精性肝病相關病理生理過程的類器官，并通過該平臺評估了酒精性肝病類器官與正常肝膽類器官對肝癌細胞球侵襲的易感性。免疫熒光染色的定量分析顯示，肝癌細胞球對酒精性肝病類器官的浸潤程度明顯大于對正常肝膽類器官的浸潤程度。

該研究驗證了三維聲場對三維細胞培養模型的基因安全性影響，開發了“類器官-細胞球在線組裝平臺”，成功構建了一個精準、可靠且具有多功能性的肝癌轉移模型，有望為癌癥轉移機制的研究提供一種全新的策略與平臺。

相關論文信息：https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(25)00203-6