乳腺癌

发生在乳腺上皮的乳腺癌是最常见的全世界女性中最常见的恶性肿瘤。 癌症期间在进展和转移过程中，恶性细胞与周围细胞和细胞外基质（ECM）保持密切的相互作用。大量基质细胞、可溶性因子、信号分子和ECM共同构成复杂的三维（3D）肿瘤具有多种性质的微环境，如酸性pH值、低营养、间质液压力升高和慢性和慢性炎症氧合水平波动[1,2]。ECM由胶原蛋白、糖胺聚糖（GAG）、蛋白聚糖的复合物组成以及与这些成分结合的分子[3]。 虽然是肿瘤基质相互作用经常直接通过细胞膜发生钙粘蛋白粘附[4]和间接通过ECM重塑[5]，肿瘤细胞也与这些基质成分动态相互作用通过生长因子介导的肿瘤基质细胞相互作用整合素介导的肿瘤-细胞外基质相互作用[6,7]。这些互动改变周围的微环境，促进异常生长、血管生成、侵袭，最终导致疾病转移进步[8]。一般来说，肿瘤的生长和进展需要癌细胞与其周围微环境之间的相互作用[9]。 深刻理解肿瘤微环境和肿瘤细胞行为对开发预防或控制乳腺肿瘤的药物至关重要。乳腺肿瘤组织的基质硬度通常增加与肿瘤周围组织和正常组织相比[10]，这特征在癌症进展过程中起着重要作用，包括细胞增殖、耐药性和向更高水平的侵袭表型[11,12]。增加基体刚度可能会直接诱导某些细胞的上皮细胞向间充质细胞转化（EMT）上皮肿瘤细胞[13]。 研究动态细胞-细胞和细胞与肿瘤微环境的相互作用，细胞的基质硬度文化平台应该是可调的。常规二维（2D）由于缺乏适合生长因子介导的细胞间和细胞间相互作用的3D ar体系结构，平台受到严重限制整合素介导的体内细胞-基质相互作用。 此外，2D培养材料（如组织培养聚苯乙烯（和玻璃））的刚度为MPa级，比人体软组织的刚度高（约千帕），这可能会改变癌症信号，因为细胞行为被广泛认为受底物的影响刚度[14]。 尽管动物模型可以模拟人类的肿瘤微环境，并作为癌症研究的金标准，这些模型包含几个不可控因素，如血液动力学、免疫反应和动物个体差异为了克服这些缺点，许多3D文化模型被开发出来为了更好地模拟肿瘤微环境和培养体外培养的肿瘤细胞。 具体来说，3D生物工程肿瘤模型包含合成和天然支架。合成聚合物，包括聚乙二醇（PEG）[17]，聚己内酯（PCL）[18]，聚（乳酸-共乙醇）（PLGA）[19]和合成肽[20]具有良好的生物化学和生物力学性能，并专门设计用于复制体内肿瘤微环境[21]。 尽管合成支架可以通过粘附力来实现功能化，如RGD肽[22]，以实现细胞粘附，但仍然存在一个由于缺乏体内类支架，合成支架受到限制结构和自然成分在一定程度上。此外，合成支架随着酸性降解产物的积累而迅速降解，这可能会降低肿瘤细胞的生存能力[23]。 研究报告称，生物衍生的天然支架，如基底膜（基质凝胶[24]、胶原[25]和纤维蛋白[26]能促进细胞附着和增殖，但不能完全反映肿瘤微环境。弹性模量这些支架不同于肿瘤组织，改变了信号传导形成各种细胞形态[12]。此外，在某些特定情况下在一些病例中，种植在基质凝胶中的癌细胞形成了一个球状结构，具有直径为99±20μm，小于最大扩散氧气极限（约150μm）[27]。一个缺氧的核心不能在球体中形成，但在大多数体内肿瘤中存在。 此外，ECM中的特定分子，如纤维蛋白和胶原，可能无法模拟原发性肿瘤的细胞外基质是暂时性的。ECM可以调节通过将细胞表面受体的信号转导至ach ieve稳态，研究细胞的功能以及生长因子和受体的浓度[28]。脱细胞ECM（DECM），作为一种天然基质，不仅保持了原发性肿瘤，但也保留了肿瘤的成分和结构ECM。只有细胞和核酸才能从这种自然环境中去除，而细胞和核酸是肿瘤理想的微环境成分，例如胶原蛋白、蛋白多糖、层粘连蛋白、弹性蛋白和生长因子被保留[29,30]. DECM调节组织内环境稳定和血管生成，形态、结构、基因表达和细胞信号这类似于体内的细胞，因此提供了强大的3D支架用于临床前肿瘤研究[31,32]。 除了生化因素，ECM中的物理成分还可以调节细胞对微环境的反应及其功能互动[33]。特别是，大多数肿瘤的发生是伴随着ECM异常沉积和硬度增加[34]。这些特征促进整合素介导的接触，增加局部粘连的表达和蛋白水解酶的分泌[35]。侵袭性更强的肿瘤亚型的侵袭区域表现出最异质的基质，肿瘤细胞可以在其中激活巨噬细胞转化生长因子-β（TGF-β）力学信号传导至表皮细胞重塑[36]。 对小鼠的进一步研究表明胶原的高表达可以促进乳腺肿瘤的发生和转移，并且肿瘤区域比正常区域更硬组织[37]。肿瘤硬度的不同主要是由于肿瘤较重大量胶原蛋白的交联，这是蛋白质的主要成分ECM。尤其是赖氨酰氧化酶（LOX），一种细胞外基质修饰酶，是稳定和完整所必需的通过驱动胶原共价交联的形成来实现ECM的功能和弹性蛋白[38]。活化的LOX使肿瘤组织变硬，而LOX活性降低可以恢复僵硬，防止组织损伤纤维化[39]。 在乳腺肿瘤发生过程中，LOX介导的胶原交联和组织硬化可改善整合素聚集，检测到机械激活的粘着斑激酶（FAK）和p130Cas，增强PI3K活性，并诱导整合素介导的机械转导[40,41]。ECM刚度的增加有积极的影响与浓度、纤维宽度和纤维长度的相关关系胶原交联度高，且肿瘤细胞具有高度转移性在乳腺癌患者中观察到高水平的交联胶原蛋白[42,43]。 此外，LOX可以调节纤维化过程中的静态组织微环境，从而创造一个环境这有利于转移后的肿瘤细胞生长[44]。总的来说，LOX在调节细胞凋亡的过程中起着重要作用良性肿瘤通过淋巴结转移为侵袭性恶性肿瘤ECM交联和集成那么，体外三维肿瘤支架是否具有合适的基质呢？刚度可以通过实体瘤的脱细胞来准备对不同LOX表达的MDA-MB-231细胞进行了研究。 在里面本研究构建了LOX干扰（IF）和过度表达（OE）的慢病毒载体（LV），然后分别转染到细胞中人乳腺癌MDA-MB-231细胞。LOX mRNA和蛋白质进一步测量表达。此外，具有不同LOX的细胞将表达水平皮下注射到裸鼠体内腋窝。一旦肿瘤组织形成，就需要一种去细胞的方法应用于收获3D DECM支架。主要组成部分，对DECM的微观结构和弹性模量进行了表征。 最后，在用MDA MB-231对DECM支架进行再细胞化和培养后，观察细胞活力、对特定模型药物顺铂的耐药性（DDP）和一些耐药相关基因的表达水平蛋白质得到了验证。