“一个能真实还原癌症转移过程的体外模型”被构建

癌症转移是导致患者长期生存率下降的主要原因，构建一个能真实还原癌症转移过程的体外模型，是该领域的研究难点。传统的动物模型和二维细胞模型在研究模拟癌症转移上仍存在明显局限。

类组装体是一种由多种细胞类型生成的具有空间结构的复杂类器官系统，为模拟癌症转移提供了新路径，其现有构建方法存在选择性差、毒性高等问题，难以精准还原癌症转移过程。因此，需要发展一种安全稳定且高精度的新型技术，用于构建真实可靠的癌症转移模型。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院科学仪器所（筹）研究员马腾团队和哈尔滨医科大学教授田野团队合作在《细胞报告物理科学》发表最新成果。合作团队通过全息声镊科学仪器产生的具体生物医学应用，围绕全息声镊和三维细胞培养技术构建了类器官-细胞球在线组装平台，通过该平台构建了一种精准、可靠且具有多功能性的肝癌转移类组装体模型。

通过类器官-细胞球在线组装平台构建肝癌转移模型示意图。研究团队供图

在这项研究中，研究人员主要聚焦于肝癌转移模型，并开发了一种组织工程技术—全息声镊，通过个性化构建多重复合声场，实现了对肝癌细胞球的非接触式、精准操控。研究还利用人多功能干细胞诱导技术，分化出可以同时表达肝脏和胆管结构功能的肝胆类器官，并利用表达绿色荧光蛋白的人肝癌细胞系HuH-7构建肝癌细胞球。同时，通过免疫荧光染色和RNA测序分析，系统评估了不同参数下三维声场对肝胆类器官和细胞球安全性的影响，并进一步优化了操控参数。

基于全息声镊和三维细胞培养技术，研究人员进一步开发了“类器官-细胞球在线组装平台”，用于构建体外单灶性及多灶性肝癌转移模型，并通过免疫荧光与Bulk RNA测序验证模型的可靠性。实验结果表明，该肝癌转移模型能够可视化肝癌浸润周围肝胆系统的过程，并上调表达肝癌转移过程中特异性的信号通路。

为了展示该模型的多功能性和通用性，研究人员在体外通过乙醇刺激构建了可以表达酒精性肝病相关病理生理过程的类器官，并通过该平台评估了酒精性肝病类器官与正常肝胆类器官对肝癌细胞球侵袭的易感性。免疫荧光染色的定量分析显示，肝癌细胞球对酒精性肝病类器官的浸润程度明显大于对正常肝胆类器官的浸润程度。

该研究验证了三维声场对三维细胞培养模型的基因安全性影响，开发了“类器官-细胞球在线组装平台”，成功构建了一个精准、可靠且具有多功能性的肝癌转移模型，有望为癌症转移机制的研究提供一种全新的策略与平台。

相关论文信息：https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(25)00203-6