组织工程三维微血管模型揭示乳腺癌中嵌合血管形成的动态过程

在实体肿瘤中，血管的结构和功能从核心到周边存在差异。这种结构异质性被认为会影响肿瘤细胞进入循环系统的机制。血管在内皮覆盖方面表现出区域性缺陷，这可能导致癌细胞直接暴露于血流中，从而可能促进内渗。与先前报告一致，我们在人类乳腺肿瘤和乳腺癌小鼠模型中观察到，约6%的血管由内皮细胞和肿瘤细胞共同构成，即所谓的镶嵌血管。部分由于实时观察肿瘤内部深处肿瘤-血管相互作用的挑战，镶嵌血管形成的机制仍未完全理解。我们开发了一种组织工程模型，包含一个生理上逼真的微血管与乳腺肿瘤类器官共培养。这种方法可以在重现许多体内特征的条件下，实时定量评估肿瘤-血管相互作用。成像显示，肿瘤类器官整合到内皮细胞层中，导致基底膜出现间隙的镶嵌血管。虽然镶嵌血管形成是最常观察到的相互作用，但肿瘤类器官也会主动收缩和移位血管。此外，在镶嵌血管形成后观察到癌细胞团的内渗。综上所述，我们的数据揭示，癌细胞可以快速重塑、破坏或整合到现有血管中，从而影响氧合、灌注和全身性扩散。我们新颖的检测方法也为未来研究识别血管募集和内渗的可靶向机制提供了可能。意义：一种重现肿瘤-血管微环境的组织工程微装置，能够实时成像镶嵌血管形成和血管缺陷产生的细胞机制。