利用微流控技术研究成纤维细胞如何改变ER+乳腺癌中胶原蛋白I的空间分布及内分泌反应

《ACS Biomaterials Science & Engineering》：A Droplet Microfluidic Approach to Investigate How Fibroblasts Alter Collagen I Spatial Distribution and Endocrine Response in ER+ Breast Cancer

该研究开发了一种微流控三维共培养平台，揭示成纤维细胞通过重塑胶原I分布调控乳腺癌内分泌治疗耐药性，发现单/多热点胶原I表达与Ki67增殖协同增强的现象，为TME机制研究提供新模型。

　　

乳腺癌治疗中疗效的下降仍然是一个重大挑战，越来越多的证据表明肿瘤微环境（TME）在驱动耐药性方面起着关键作用。了解基质细胞如何重塑TME对于推进癌症治疗策略和药物开发至关重要。在TME的关键细胞成分中，成纤维细胞因其在通过细胞外基质重塑促进癌症进展中的核心作用而受到重视。为了能够在体外研究与内分泌反应相关的肿瘤-基质相互作用，开发了一种基于微流控滴液的3D共培养平台，以证明构建均匀的乳腺癌-成纤维细胞共培养模型的可行性。作为概念验证，该系统被用来研究将雌激素受体阳性（ER⁺）乳腺癌细胞系与原代成纤维细胞或永生化肺成纤维细胞共培养时基质重塑的影响。在内分泌治疗之后，评估了I型胶原和Ki67的表达情况。ER⁺乳腺癌细胞与原代成纤维细胞的3D共培养产生了两种不同的I型胶原空间分布模式，称为“热点”。其中一组仅有一个热点且I型胶原表达降低，而另一组则有多个热点且I型胶原表达升高。值得注意的是，这些细胞群体的分层与球体大小无关。与永生化成纤维细胞共培养时产生了类似的热点模式，但总体I型胶原水平更高。在内分泌反应研究中，发现共培养球体中的Ki67和I型胶原表达均有所增加，这表明成纤维细胞参与了细胞增殖并调节了内分泌反应。总体而言，这项研究建立了一个多功能的3D微流控模型，用于探究肿瘤-基质相互作用，并为未来关于乳腺癌中细胞外基质介导的重塑机制研究奠定了基础。