3D打印活体骨癌模型：罗文大学揭秘肿瘤如何策反干细胞，或为软骨肉瘤治疗开辟新路

罗文大学的研究人员正在用3D打印技术做一件挺特别的事。 美国国家癌症研究所最近给罗文大学批了一笔钱，用于软骨肉瘤活体模型的3D打印研究，总额15.5万美元。 项目为期两年，挂在授权编号R03CA301103下面。 软骨肉瘤是一种骨癌，对化疗、放疗和大多数系统性治疗都不太敏感。

领头的是罗文大学亨利·M·罗文工程学院的化学与生物医学工程副教授安德烈娅·弗内恩戈。

合作首席研究员是罗文大学库珀医学院（CMSRU）骨科外科副教授泰元·B·金。 他同时也是库珀大学医疗保健中心和库珀MD安德森癌症中心的骨科肿瘤学家。

他们要验证的假设很有意思。 软骨肉瘤细胞会通过化学信号把通常负责生成骨骼和软骨的间充质干细胞吸引过来。 研究人员怀疑，这种信号交换会把干细胞改造成「帮凶」——让干细胞释放组织降解酶，帮助肿瘤侵入周围组织。 弗内恩戈的原话是，这其实就是把干细胞变成了肿瘤细胞的「共犯」。 当然，现在这也只是假设，能不能被数据支持还说不准。

软骨肉瘤这么难治，一部分原因得归咎于模型本身。 传统的平面细胞培养没法再现软骨肉瘤那种致密、血管稀少的基质中的距离、迁移和氧梯度等关键特征。 单层培养的细胞都挤在一起，没有组织可以穿行。 动物模型倒是恢复了三维几何结构，但你观察不到细胞之间的交换。

弗内恩戈的解决办法是直接把这个几何结构主动造出来。 整个平台用的是一种水凝胶，柔软，有生物相容性，尺寸大概厘米级，大约一平方厘米。 一台专用的细胞打印机把两种细胞以一个个独立小团的形式，沉积在凝胶里一串环形通道的堆叠结构中。 这种凝胶有温度响应特性，改变温度就能让凝胶软化，把细胞释放出来，于是原来固定不动的构造就变成可以观察迁移的实验台，让两种细胞保持在可控的距离上。 间距就是实验里要控制的变量。

接下来，团队会盯着它们看30天，确认那些细胞团会不会往一起凑。 弗内恩戈管这个叫细胞通讯的标志。 他们同时还会测量代谢活性和基因表达。

分子层面的读数由两位合作者负责。 生物医学工程助理教授索菲娅·奥尔巴赫会对单个细胞里的RNA做分析，看干细胞在肿瘤影响下，身份特征怎么随时间变化。 库珀医学院的生物医学科学副教授苏茜·科胡特负责梳理驱动干细胞采纳这种新的促癌行为的分子事件。

这套水凝胶技术原本是弗内恩戈为研究软骨修复开发的，后来泰元·B·金提议用在软骨肉瘤上。 弗内恩戈说，她真正看重的是平台本身，不是某个单一结果。 他们相信这种双向通讯会把干细胞变成帮助肿瘤的「帮凶」，搞明白这个过程，或许就能找到阻断它的办法，让肿瘤长得慢一点。

类似的情况里，生物打印模型已经确实改变过研究答案。 一个美国德国联合团队用人脑细胞造出了带灌注血管通道的生物打印胶质母细胞瘤模型，放到伦斯勒理工学院用激光扫描成像。 结果发现，替莫唑胺在二维条件下能杀死细胞，可肿瘤在三维条件下两个月就重新长出来了。 这跟患者的实际经历对得上，还赶在动物实验之前，提前标记出了一些注定失败的在研候选药。 东北大学的郭浩戴把问题概括得特别简单：你根本很难看到脑肿瘤内部发生了什么。

商业平台也盯上了这条路。 麦吉尔大学孵化的TissueTinker正在做一个可以授权使用的微型生物打印肿瘤库，用来筛药。 Carcinotech和CELLINK这两家生物打印公司则忙着搞标准化方案，想把五种细胞类型按固定比例组装成生物打印肿瘤。

罗文大学现在站在这条路的入口，就是当初胶质母细胞瘤研究起步的位置。 两年时间，15.5万美元，搭一个构造去验证一个假设。 后面那些可授权的库、筛选合同，都是下一步的事，前提是生物学这块先能立住。 

眼下真正的问题就一个：干细胞到底会不会真的变成共犯呢？