基于气动拉伸微流控芯片的无细胞外基质(ECM)肺肿瘤球体模型构建及其在药物筛选中的应用

　　为解决肺癌研究中传统模型难以模拟肿瘤微环境(TME)动态生化-力学特性的难题，研究人员开发了一种创新型微流控芯片系统。该系统通过模拟肺泡拉伸和气液界面(ALI)，成功实现肺癌细胞、内皮细胞和成纤维细胞在无外源ECM条件下的自组装成瘤，并证实机械刺激可显著增强肿瘤球体对药物的耐药性，为肺癌机制研究和药物开发提供了更生理相关的体外平台。

　　

肺癌持续领跑全球癌症死亡率排行榜，这迫切呼唤着更精准的体外模型来破译肿瘤生物学奥秘并加速药物开发。传统动物模型虽具有生物复杂性，但种属差异导致其难以真实模拟人类肿瘤微环境(TME)和药物反应；而常规体外模型又缺乏对体内动态生化-力学微环境的还原能力。

近年来，类器官(organoids)、肿瘤球体(tumoroids)和球状体(spheroids)等三维(3D)模型崭露头角。但现有技术依赖昂贵的商业化细胞外基质(ECM)。这项研究另辟蹊径，开发出能模拟肺泡周期性拉伸和气液交互作用(ALI)的微流控芯片系统，仅需混合培养肺癌细胞、内皮细胞和成纤维细胞，即可实现无外源ECM的肿瘤球体自组装。

有趣的是，在三种肺癌细胞系测试中，高转移性的NCI-H1299细胞因E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达不足而无法成球。更关键的是，暴露于ALI和周期性机械拉伸的肿瘤球体展现出更强的药物抵抗性——这一发现生动诠释了力学微环境对肿瘤行为的调控魔力。这项技术突破为肺癌研究和药物筛选提供了更贴近生理的"肿瘤沙盘"，有望成为抗肿瘤疗法开发的加速器。