3D組織NMT研究：下一個科研熱點？

作者：許越

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

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揭秘！NMT如何獲取3D數據

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活體組織Ca²⁺流3D檢測

盡管NMT的3D功能技術發展遠遠超前于科學界多年，但進入2018年，世界范圍內的生命科學工作者，尤其是動物醫學研究人員，不約而同地把各自的研究興趣放到了人體/動物活體組織的三維（3D)立體研究上。

筆者發現，僅就美國化學社團（American Chemical Society：ACS）今年就連發了兩篇相關文章。

其中一篇基于組織工程的三維（3D）模具不僅可以模擬體內組織，而且具備一些傳統二維（2D）培養沒有的幾個優勢。其中最大的優勢就是在3D模型條件下，提供了過去從未能夠研究過的，相關基因表達轉錄后的微調信號及其網絡。在這項研究中，通過使用新一代測序（NGS）來分析在3D支架上培養的MDA-MB-231乳腺癌細胞中轉錄后調節的變化，確定了幾種關鍵的miRNA-mRNA相互作用，這些相互作用可能有助于預判乳腺癌的轉移。

另一篇是骨癌生物3D模型的建立，該模型為研究接近體內環境條件下，過去通常因為過于復雜而無法研究的細胞互作或蛋白質互作提供了可能。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模型進行了比較。描述了使用的生物材料和細胞類型，并且提出了組織工程化骨癌模型領域的未來方向。

2015年的ACS得的一篇文章則是一種三維（3D）支架系統的研發，它可以更好地模擬乳腺腫瘤的立體形貌和機械特性，從而在體外重建腫瘤微環境以研究乳腺癌轉移。比較基因表達分析顯示，與在常規2D組織培養聚苯乙烯中生長的細胞相比，在3D支架中生長的細胞表達與轉移的三個主要事件（即，起始，進展和位點特異性定植）相關的基因水平均有所增加，說明該系統可作為一個綜合的體外模型來研究乳腺癌轉移的多種機制。

參考文獻：

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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