华南理工边黎明教授团队《Sci.Adv.》：基于水凝胶的三维培养系统的最新成果
华南理工边黎明教授团队《Sci.Adv.》：基于水凝胶的三维培养系统的最新成果
Polymer-science
「高分子科学前沿」关注高分子、材料、化学领域全球最新科研进展！坚持“有趣、有料、前沿”，入选“2018年度十大明星学术公众号”。关注我，为高分子行业点赞助力！投稿、荐稿、合作请联系邮箱：editor@polysci.cn
基于水凝胶的三维培养系统有望在体外构建能够再现实体肿瘤独特生理和病理特征的癌症球体。具有可调生物物理性质的水凝胶可以重建仿生肿瘤微环境。这些系统能够产生具有明确的生物化学和生物物理特性，这有助于阐明肿瘤发病机制。然而，制备具有可调机械性能的水凝胶，同时控制其他一致的参数，是阐明肿瘤微环境对癌症细胞发育影响的关键。
在这里，边黎明教授团队制备了具有广泛硬度（2至100 kPa）的透明质酸钠水凝胶，同时保持生化含量不变，以探究基质硬度对癌细胞生长的影响。我们的研究结果表明，与软水凝胶相比，硬水凝胶中的癌细胞表现出更强劲的细胞增殖，并发展成更大的球状细胞团。通过降解诱导的水凝胶软化，刚性水凝胶的应力释放导致了癌细胞团的膨胀和核尺寸的膨胀，表明癌细胞受到了较高的围压。进一步地，通过转录组学测序及一系列生化实验验证，作者揭示了刚性水凝胶施加的高围压通过TRPV4-PI3K/Akt-HSF1信号轴上调Hsp70，从而增强了被包裹的结直肠癌细胞和其他癌症细胞系的存活、增殖和干性。
该工作以“Mechanical manipulation of cancer cell tumorigenicity via heat shock protein signaling”为题发表在《Science Advances》上（Sci. Adv. 2023, 9 (27), eadg9593）。文章第一作者为香港理工大学研究助理教授(研究) 王兆康 和香港理工大学博士后 殷伯翰博士 ，文章共同通讯作者为华南理工大学生物医学科学与工程学院 张琨雨副教授 和 边黎明教授 。