摘要
组织工程为癌症研究提供了创新的工具。基于分子设计生物材料的三维癌症模型旨在利用肿瘤组织的维度、生物力学和生化特性。然而，迄今为止，尽管细胞外基质在癌症中发挥着关键作用，但只有少数3D癌症模型是建立在基于生物材料的基质上的。避免这一关键设计特征的主要原因是难以重现肿瘤微环境的固有复杂性，以及实用分析和验证技术的有限可用性。最近在超分子化学、材料科学和肿瘤生物学的界面上出现的进展正在产生新的方法来克服这些界限，并使生理学相关的3D模型的设计成为可能。在这里，我们讨论了如何应用这些3D系统来解构和设计肿瘤微环境，为模拟原发性肿瘤、转移和抗癌治疗反应提供机会。
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致谢
这项工作得到了医学研究理事会(英国再生医学平台无细胞智能材料- 3D架构，MR/R015651/1)对A.M.和欧盟地平线2020研究与创新计划下的欧洲研究理事会(资助协议号864253)对D.L.的支持
作者信息
作者及单位
贡献
D.L.构思了这篇文章。所有作者都研究了数据并起草了这篇文章。r.c.， V.K.和D.L.构思并绘制了图表。所有作者都对内容的讨论做出了实质性的贡献，并对文章进行了审查和编辑。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益冲突。
同行评审
同行评议信息
Nature Reviews Materials感谢匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。
额外的信息
施普林格·自然对已出版地图的管辖权要求和机构关系保持中立。
术语表
- 仿生
-
自然组织或系统的特性或元素的复制品。
- Bioscaffolds
-
脱细胞组织，保留器官特异性天然细胞外基质的结构和分子完整性。
- Cell-instructive
-
生物材料中的短肽序列，具有不溶性粘附配体和蛋白降解基序，并能结合或释放可溶性因子。
- 间质瘤
-
致密的交联的细胞外基质沉积，导致纤维化的肿瘤组织
- Epithelial-to-mesenchymal过渡
-
当细胞通过失去上皮特征和获得间充质特征而变得更具运动性、迁移性和侵袭性时。
- 流体剪切应力
-
平行于物质或组织表面的流体流动所产生的力。
- 水凝胶
-
水膨胀聚合物网络。
- 间隙流
-
通过细胞外基质输送的液体的运动。
- 代谢缺陷
-
抗癌治疗靶向的癌细胞代谢异常。
- 瀑样
-
自组织和自我更新的细胞群来源于组织碎片或干细胞，模仿组织的功能和行为。
- 个性化的药物
-
根据特定患者的基因或个体特征设计的治疗方法。
- 脚手架
-
具有定义的几何和机械性能的3D结构。
- 球状体
-
与组织的某些特征相似的细胞聚集体或细胞簇
- 刚度
-
阻力:当施加外力时，材料或组织对其原始形状的变形或改变的阻力
- 肿瘤发生
-
肿瘤的形成，正常细胞在分化中断后转变为癌细胞。
- 肿瘤微环境
-
促进肿瘤发生、生长和转移的恶性和非恶性细胞、细胞外和细胞分泌因子和可溶性因子的动态网络。
- 粘弹性
-
弹性材料或组织的一种随时间变化的机械特性，当施加力时表现出粘性和弹性反应，分别引起暂时或永久的变形
权利和权限
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关于本文
引用本文
Curvello, R, Kast, V.， Ordóñez-Morán, P.等。基于生物材料的肿瘤组织工程平台。圣训，8,314-330(2023)。https://doi.org/10.1038/s41578-023-00535-3
录用日期:2023年1月11日
出版日期:2023年2月14日
发行日期:2023年5月
DOI: https://doi.org/10.1038/s41578 - 023 - 00535 - 3
这篇文章是由
-
反应性生物材料:肿瘤免疫治疗的优化控制
Nature Reviews Materials (2023)
