非损伤微测技术NMT应用于组织3D模型研究

3D组织NMT研究：下一个科研热点？

作者：许越

笔者以前介绍过，NMT：非损伤微测技术具有三维立体的活体组织生理功能研究能力，而且非常简便快速。

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活体组织Ca²⁺流3D检测

尽管NMT的3D功能技术发展远远超前于科学界多年，但进入2018年，世界范围内的生命科学工作者，尤其是动物医学研究人员，不约而同地把各自的研究兴趣放到了人体/动物活体组织的三维（3D)立体研究上。

笔者发现，仅就美国化学社团（American Chemical Society：ACS）今年就连发了两篇相关文章。

其中一篇基于组织工程的三维（3D）模具不仅可以模拟体内组织，而且具备一些传统二维（2D）培养没有的几个优势。其中最大的优势就是在3D模型条件下，提供了过去从未能够研究过的，相关基因表达转录后的微调信号及其网络。在这项研究中，通过使用新一代测序（NGS）来分析在3D支架上培养的MDA-MB-231乳腺癌细胞中转录后调节的变化，确定了几种关键的miRNA-mRNA相互作用，这些相互作用可能有助于预判乳腺癌的转移。

另一篇是骨癌生物3D模型的建立，该模型为研究接近体内环境条件下，过去通常因为过于复杂而无法研究的细胞互作或蛋白质互作提供了可能。这篇综述还深入描述了组织工程3D骨骼和癌症模型，并与2D模型进行了比较。描述了使用的生物材料和细胞类型，并且提出了组织工程化骨癌模型领域的未来方向。

2015年的ACS得的一篇文章则是一种三维（3D）支架系统的研发，它可以更好地模拟乳腺肿瘤的立体形貌和机械特性，从而在体外重建肿瘤微环境以研究乳腺癌转移。比较基因表达分析显示，与在常规2D组织培养聚苯乙烯中生长的细胞相比，在3D支架中生长的细胞表达与转移的三个主要事件（即，起始，进展和位点特异性定植）相关的基因水平均有所增加，说明该系统可作为一个综合的体外模型来研究乳腺癌转移的多种机制。

参考文献：

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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