寺崎生物医学创新研究所 乳腺癌芯片
学分:哈登霍斯赛尼实验室 身体对外来入侵者有许多反应机制
其中之一涉及免疫系统的T细胞，其表面有许多不同的蛋白质，称为“检查点蛋白质”
这些检查点蛋白与其他细胞表面的蛋白结合，可以刺激或抑制T细胞的活性
通常，外来或入侵细胞上的表面蛋白会刺激T细胞对这些细胞的活性，而T细胞抑制是一种内置机制，可防止免疫系统攻击人体自身的正常细胞。
然而，肿瘤细胞有时可以通过展示与T细胞检查点蛋白结合的表面蛋白来抑制T细胞活性，从而战胜免疫系统
在某些情况下，这些肿瘤表面蛋白与T细胞的相互作用甚至会导致T细胞破裂
近年来，科学家们一直在试图开发“检查点抑制剂”药物，以对抗这些抑制性检查点相互作用，从而重新激活人体对肿瘤细胞的免疫反应
这些药物之一是U
S
FDA批准治疗转移性黑色素瘤；其他药物可用于治疗其他恶性肿瘤或正在开发中
然而，尽管取得了这些进展，仍然很难确定哪些癌症患者可能是这类治疗的候选人，哪些药物最有潜力
开发一种方法来应对这些挑战将有助于为癌症患者确定最安全、最有效的药物，同时在此过程中节省时间和金钱
为了使这种方法实际用于临床，它应该能够实现针对活肿瘤细胞的大量潜在免疫治疗药物的快速测试，以获得准确、易于分析的数据
寺崎生物医学创新研究所(TIBI)的一个合作小组已经成功设计并测试了这样一个系统
他们首先在定制的三维打印透明芯片中培养乳腺癌细胞的球形聚集体，芯片带有锥形微孔
这些微孔是为细胞球的最佳生长和稳定性而设计的
在微孔的细胞球上进行的测试证实了细胞的生存能力和它们产生的T细胞去活化表面蛋白
“我们基于微孔的芯片的特征是我们成功开发免疫活性组织模型的关键，”孙武进博士说
D
来自寺崎研究所的团队
“芯片的透明性允许直接进行显微镜观察
并且它的设计允许大容量的测试，这使得它非常适合于免疫治疗药物的快速筛选
" 为了测试检查点抑制剂药物在激活T细胞抗肿瘤反应中的有效性，研究小组接下来考虑了T细胞在激活过程中的正常行为
当T细胞受到刺激攻击细胞入侵者时，它会分泌称为细胞因子的蛋白质，这些蛋白质将其他免疫细胞动员到入侵部位，并刺激细胞繁殖和摧毁入侵者。
因此，对这些细胞因子的测量可以表明T细胞的激活水平
该团队随后创建了一个高效的自动化系统，使用他们的富含乳腺癌的微孔芯片来测量细胞因子水平
用该系统进行的实验使用了抗检查点蛋白药物；结果表明，在乳腺癌细胞与T细胞孵育后，细胞因子的产生因药物的使用而增加，证明了它们在激活T细胞方面的有效性
该团队使用乳腺癌芯片的另一种方法是评估乳腺癌细胞对刺激的T细胞的影响
T细胞被荧光标记并加入到微孔中的乳腺癌细胞中；芯片的透明性允许使用荧光显微镜直接观察它们的细胞相互作用
这些乳腺癌细胞通常会导致T细胞破裂，但用检查点抑制剂药物进行的实验表明，这些药物提高了培养物中T细胞的生存能力，直观地展示了它们如何通过肿瘤细胞相互作用对抗T细胞破裂的影响
乳腺癌芯片也用于直接观察T细胞如何渗透到乳腺癌细胞球中；这种类型的浸润是对T细胞抗肿瘤活性和生存能力的一种衡量
在用不同的染料标记每组细胞并将它们在芯片的微孔中混合后，可以使用高分辨率荧光显微镜直接观察T细胞浸润
用检查点抑制剂药物进行的实验表明，在药物的存在下，T细胞的数量增加，并且更深地渗透到乳腺癌细胞中
总之，TIBI的研究人员能够设计出用于表征肿瘤和免疫细胞之间的相互作用的稳健而有效的方法，以及用于筛选针对肿瘤细胞的免疫治疗药物的快速、大量且临床相关的方法
微孔芯片及其相关装置也可用于包括其他类型的肿瘤细胞和个体患者细胞，以优化患者反应并用于筛选和开发额外的抗癌药物
“为患者带来优化临床决策和个性化药物的方法是我们研究所的首要目标，”阿里·卡登霍斯赛尼博士说
D
寺崎研究所所长兼首席执行官
“这项工作是在癌症免疫治疗领域实现这一目标的重要一步
"
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