3月17日，武漢大學/湖北中醫(yī)藥大學/武漢大學中南醫(yī)院研究團隊在期刊《Advanced Science》上發(fā)表了研究論文，題為“Capture and Culture of Circulating Tumor Cells Using a Biodegradable 3D Scaffold for Patient-Derived Xenograft Construction”，在這項研究中，研究人員開發(fā)了一種新型的三維纖維素支架，用于高效分離和原位培養(yǎng)循環(huán)腫瘤細胞（CTCs），旨在構建患者來源的異種移植（CDX）模型。這種三維纖維素支架具有大孔隙和柔韌的結構，能夠高效捕獲 CTCs 并保持細胞活力。其出色的生物相容性和滲透性進一步促進了 CTCs 的快速原位生長。重要的是，這種自支撐且可生物降解的支架可直接植入免疫缺陷小鼠體內，不會留下任何殘留物質。這種三維纖維素支架已成功用于構建來自乳腺癌患者的 CDX 模型。該平臺的應用可能會增進研究人員對轉移機制的理解，并為癌癥治療帶來顯著益處。

PDX模型：優(yōu)勢顯著但應用受限

01

患者來源的異種移植（PDX）模型在腫瘤學研究中發(fā)揮了重要作用，因為它們能夠很好地模擬患者體內腫瘤生長的過程。這些模型反映了腫瘤的分子和組織學特征，對于癌癥研究、藥物測試以及個性化治療方案具有不可替代的價值。然而，構建 PDX 模型需要通過侵入性手術獲取腫瘤組織，然后將其植入小鼠體內。在某些情況下，腫瘤組織可能無法通過手術獲取，這限制了 PDX 模型在臨床上更廣泛的應用。

通過癌癥患者血液中的CTCs建立患者來源的異種移植模型

02

3D 纖維素支架微芯片最終被應用于臨床癌癥患者的血液樣本。研究人員從三名乳腺癌患者身上采集的新鮮血液樣本通過纖維素支架微芯片進行處理，并與成纖維細胞和膠原蛋白共培養(yǎng)。擴展的細胞高表達癌癥特異性標志物 CK 和增殖標志物 Ki67，而白細胞標志物 CD45 呈陰性。定量分析表明，在芯片內培養(yǎng)后，癌細胞的數量增加了 2.9 至 18.5 倍。

隨后，研究人員將含有來自一名乳腺癌患者的擴增循環(huán)腫瘤細胞的纖維素支架植入小鼠的乳腺中。隨著時間的推移，小鼠體重略有增加，但未出現不良行為表現。研究人員通過 H&E 染色和使用人類特異性 Ki67 抗體進行免疫染色的組織學檢查證實，在異種移植小鼠的肝臟中存在增殖的人源性轉移癌細胞。用于此次植入的循環(huán)腫瘤細胞來自患者 2#，其被診斷患有高組織學分級的浸潤性乳腺癌。因此，觀察到支架中循環(huán)腫瘤細胞的高增殖率及其侵襲性轉移行為。相比之下，來自另外兩名患有侵襲性較低疾病的患者的腫瘤，其生長速度較慢，轉移較少。

這些發(fā)現表明，3D 纖維素支架能夠從患者血液中高效分離和擴增循環(huán)腫瘤細胞（CTCs），并支持直接植入以構建異種移植模型，該模型能夠復制患者腫瘤的侵襲特性。與其它 CTC 培養(yǎng)方法相比，這種基于纖維素支架的系統(tǒng)在 CTC 增殖方面具有很高的成功率，并能保持出色的生物活性以促進體內轉移。纖維素支架的自支撐、生物相容性和生物降解性特性促進了 CTC 捕獲、培養(yǎng)和直接植入的整合，為癌癥研究和個性化抗癌治療提供了強大的平臺。

從癌癥患者血液中捕獲、培養(yǎng)和體內植入循環(huán)腫瘤細胞

參考資料：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202511148

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