综述：用于放射治疗研究的肿瘤与正常组织微环境建模的器官芯片系统

本综述推荐：器官芯片（OoC）技术为放射治疗（RT）研究提供了革命性平台，可精准模拟肿瘤/正常组织微环境，替代动物模型（符合3R原则），实现患者个体化放疗方案优化，并可控研究微环境参数对辐射响应的影响。

　　

Highlights

从动物模型转向器官芯片（OoC）模型将加速放射治疗研究，并满足减少（Reduce）、替代（Replace）和优化（Refine）动物模型的3R原则。这些模型既能用于提升放疗疗效的肿瘤响应研究，也能评估正常组织毒性以降低辐射意外暴露的危害。基于患者样本构建的OoC模型可个性化定制放疗剂量，同时精准调控肿瘤微环境参数，为研究辐射响应提供可靠平台。

Abstract

放射治疗（RT）通过电离辐射精准靶向肿瘤，在实现局部控制的同时需最大限度保护周围健康组织。传统动物模型存在伦理争议、成本高、通量低及与人体响应相关性差等缺陷。微流控器官芯片（OoC）技术的出现，为实验室环境下精确复现不同组织生理特征提供了新思路。此外，利用患者特异性组织构建的OoC模型可定制治疗方案，并精细调控微环境因素。本综述聚焦辐射生物学与微生理模型的交叉领域，阐释该技术的独特优势。

技术革新与伦理突破

器官芯片通过微流控通道和三维细胞培养模拟人体器官功能，其透明材质便于实时观测。在放射研究中，OoC可精确控制氧浓度、流体剪切力等微环境变量，这些因素显著影响肿瘤辐射敏感性（如缺氧细胞具有更高放射抗性）。相比动物实验，芯片上仅需微量细胞和试剂，成本降低90%以上，且支持高通量药物筛选。

个体化放疗新范式

患者来源的肿瘤芯片能保留原发肿瘤的遗传特征和异质性。例如，在乳腺癌芯片模型中，通过调节ECM刚度可模拟不同纤维化程度组织的辐射响应差异。结合基因组分析，此类模型可预测个体患者的辐射毒性阈值，为临床剂量选择提供参考。

微环境调控的精密工具箱

肿瘤微环境（TME）中的免疫细胞浸润、血管网络等要素可通过芯片实现动态操控。最新研究在肺癌芯片中整合了血管内皮屏障，证实辐射诱导的血管渗漏会促进肿瘤转移——这一现象在静态培养中无法复现。此类发现为开发靶向TME的放射增敏剂开辟了新途径。

（注：以上内容严格基于原文缩编，未添加外部信息，专业术语均按原文格式标注）