麻省理工学院和英国癌症研究所曼彻斯特研究所的研究人员开发了一种合成凝胶，可以用来从人类胰腺细胞中生长微小的胰腺器官，如图所示
学分:麻省理工学院/英国癌症研究所曼彻斯特研究所 麻省理工学院的工程师与英国曼彻斯特癌症研究所的科学家合作，开发了一种新的方法，利用健康或癌变的胰腺细胞来培养胰腺的微小复制品
他们的新模型可以帮助研究人员开发和测试治疗胰腺癌的潜在药物，胰腺癌是目前最难治疗的癌症之一
使用一种模拟胰腺周围细胞外环境的特殊凝胶，研究人员能够培养胰腺“器官样细胞”，使他们能够研究胰腺肿瘤与其环境之间的重要相互作用
与现在用于生长组织的一些凝胶不同，新的麻省理工学院凝胶是完全合成的，易于组装，并且每次都能以一致的成分生产
“再现性问题是一个主要问题，”工程学院教学创新教授、生物工程和机械工程教授琳达·格里菲斯说
“研究团体一直在寻找方法，对这些种类的器官进行更系统的培养，尤其是控制微环境
" 研究人员还表明，他们的新凝胶可以用于生长其他类型的组织，包括肠道和子宫内膜组织
格里菲斯和英国曼彻斯特癌症研究所的组长克劳斯·乔根森是这篇论文的资深作者，这篇论文今天发表在《自然·材料》杂志上
第一作者是克里斯托弗·下文，他曾是英国曼彻斯特癌症研究所的研究生
模仿微环境 传统上，实验室使用市售的组织衍生凝胶在实验室培养皿中培养器官样细胞
然而，格里菲斯说，由于最广泛使用的商业凝胶是蛋白质、蛋白聚糖和生长因子的复杂混合物，来源于在小鼠体内生长的肿瘤，它因批次而异，并且存在不良成分
它也不总是允许多种类型的细胞生长
大约10年前，格里菲斯的实验室开始致力于设计一种合成凝胶，这种凝胶可以用来培养上皮细胞，上皮细胞与其他支持细胞一起形成排列大多数器官的薄片
他们开发的凝胶是基于聚乙二醇，一种经常用于医疗应用的聚合物，因为它不与活细胞相互作用
通过研究包围身体器官的细胞外基质的生化和生物物理特性，研究人员能够确定它们可以结合到聚乙二醇凝胶中的特征，以帮助细胞在其中生长
研究人员还能够利用他们的系统在胰腺器官周围生长支持细胞，如成纤维细胞(绿色)和巨噬细胞(橙色)
信用:乔安娜凯利和克里斯托弗下方 一个关键特征是存在称为肽配体的分子，它们与称为整合素的细胞表面蛋白质相互作用
配体和整联蛋白之间的粘性结合使细胞能够粘附在凝胶上并形成类器官
研究人员发现，在凝胶中掺入源自纤连蛋白和胶原蛋白的合成小肽，可以让它们生长出多种上皮组织，包括肠道组织
他们表明，被称为基质细胞的支持细胞和免疫细胞也可以在这种环境中茁壮成长
在新的研究中，Griffith和Jorgensen想看看这种凝胶是否也能用于支持正常胰腺器官样细胞和胰腺肿瘤的生长
传统上，很难以复制癌细胞和支持环境的方式生长胰腺组织，因为一旦胰腺肿瘤细胞从体内移除，它们就会失去其独特的癌性特征
格里菲斯的实验室开发了一种生产新凝胶的方案，然后与研究胰腺癌生物学的乔根森实验室合作进行测试
Jorgensen和他的学生能够生产这种凝胶，并利用来自小鼠的健康或癌变胰腺细胞，将其用于培养胰腺器官
乔根森说:“我们从琳达那里得到了方案，我们得到了试剂，然后它就起作用了。”
“我认为这充分说明了该系统有多强大，在实验室中实施有多容易
" 他说，他们尝试的其他方法过于复杂，或者没有重现活组织中的微环境
使用这种凝胶，Jorgensen的实验室能够将胰腺器官与他们在活体小鼠中研究的组织进行比较，他们发现肿瘤器官表达许多与胰腺肿瘤中相同的整合素
此外，通常围绕肿瘤的其他类型的细胞，包括巨噬细胞(一种免疫细胞)和成纤维细胞(一种支持细胞)，也能够在微环境中生长
患者来源的细胞 研究人员还表明，他们可以用他们的凝胶从病人的胰腺癌细胞中培养器官样细胞
他们相信它也可以用于研究肺癌、结直肠癌和其他癌症
这种系统可以用来分析潜在的癌症药物如何影响肿瘤及其微环境
Griffith还计划用这种凝胶来生长和研究子宫内膜异位症患者的组织，这种疾病会导致子宫内的组织在子宫外生长
这会导致疼痛，有时还会导致不孕
这种新凝胶的一个优点是它是完全合成的，可以在实验室中通过混合特定的前体，包括聚乙二醇和一些多肽，很容易地制造出来
研究人员已经就这项技术申请了专利，并正在向一家可以商业化生产这种凝胶的公司授权
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