综述：3D细胞培养在黑色素瘤体外模型中的应用

《ACTA ICHTHYOLOGICA ET PISCATORIA》：The application of 3D cell culture for melanoma in vitro models

本文综述了3D培养模型在黑色素瘤研究中的应用，分类为球状体、生物材料封装、皮肤等价物、芯片模型和生物打印模型，指出其能更真实模拟肿瘤微环境，但ECM组成和免疫细胞等仍存在不足。

　　

徐凯蕾|吴静|李泽寰|陈文杰|魏鹏|吴淼本

中国浙江省宁波市宁波大学第一附属医院中央实验室医学与工程创新中心，315010

章节摘录

黑色素瘤

皮肤恶性肿瘤是全球最常见的癌症类型之一，可分为恶性黑色素瘤和非恶性皮肤癌。后者包括基底细胞癌和皮肤鳞状细胞癌，占病例的绝大多数，每年约有640万新诊断病例[1]。尽管黑色素瘤在皮肤癌中的发病率不到5%，但它导致了70%的皮肤癌相关死亡，这反映了其高度的转移潜力

黑色素瘤的肿瘤微环境

肿瘤微环境（TME）是一个复杂的动态网络，围绕着黑色素瘤细胞（图1），包含可溶性因子、非恶性细胞群体和细胞外基质（ECM）[8,9]。除了为肿瘤生长提供结构支架外，TME还通过生物化学和生物力学相互作用积极调节黑色素瘤的进展和转移[10]。越来越多的证据强调了特定TME成分在肿瘤发生中的关键作用，多项研究将这些微环境元素联系起来

3D培养模型

传统的2D细胞培养系统在癌症研究中得到了广泛应用；然而，它们无法再现天然TME的复杂性。在2D培养中，癌细胞、间质细胞和ECM之间缺乏动态相互作用，限制了模拟体内生理条件的能力，从而改变了细胞行为、药物反应和整体肿瘤生物学特性。相比之下，3D培养提供了一个更真实的病理生理微环境，可以更好地模拟这些过程

3D模型在黑色素瘤中的应用

3D黑色素瘤模型显著提高了对肿瘤复杂性的建模能力，并提供了关于肿瘤生物学、侵袭性、免疫逃逸和药物抗性的深入见解。在本综述中，我们将3D黑色素瘤模型分为五类：黑色素瘤球体、生物材料封装培养、黑色素瘤皮肤模拟模型、芯片上的黑色素瘤模型以及生物打印的黑色素瘤模型（图2）。

讨论

生物制造技术的进步将体外黑色素瘤模型从简单的仅含细胞的球体发展为复杂的3D生物打印模型，极大地增强了研究肿瘤进展和筛选治疗药物的能力。尽管如此，现有模型仍难以准确再现不同皮肤层的ECM组成，并经常忽略关键间质细胞群体（如免疫细胞和脂肪细胞），而这些细胞对黑色素瘤的行为和治疗具有关键影响

结论

在这篇综述中，我们全面探讨了3D细胞培养系统在黑色素瘤研究中的应用，讨论了它们在再现肿瘤微环境复杂性方面的优势和劣势。通过研究各种3D培养方法及其模拟体内肿瘤结构和相互作用的能力，本研究为黑色素瘤的进展、药物抗性和细胞行为提供了宝贵的见解。主要发现强调了3D模型的潜力

数据获取

数据可向作者索取。

作者贡献声明

徐凯蕾：撰写初稿，争取资金。吴静：验证，概念构思。李泽寰：验证。陈文杰：验证。魏鹏：撰写、审稿与编辑，争取资金。吴淼本：撰写、审稿与编辑，验证，监督，方法学设计，概念构思。