近年来, 类器官培养技术的迅速发展使得类器官在成分和功能上与其来源组织更加接近。作为体外细胞培养的人工ECM, 水凝胶材料可以提供与疾病状态类似的细胞微环境。目前, 研究人员已经开发了新型水凝胶系统,以模拟肿瘤缺氧微环境来研究肿瘤生长过程,并使抗癌药物筛选和机制研究成为可能。例如, Shen等开发了基于丙烯酸透明质酸水凝胶材料的3D培养体系, 研究了基质机械强度和氧浓度对肿瘤细胞HT-1080生长及肿瘤中血管新生的影响。
 

另外,在纤维化或癌症等病变部位, 其组织的机械硬度会大大增加, 而复合生物材料可以通过调节细胞外基质的力学特性来模拟这些体内微环境,从而进一步调节类器官的生理状态。组织硬度改变也是胰腺癌的一个标志,Below等基于完全合成的水凝胶ECM实现了来自基因工程小鼠模型和人类患者的正常和胰腺癌类器官生长,揭示了层黏连蛋白-整合素α3/α6信号在胰腺类器官的建立和存活中的功能和作用. 他们通过调整水凝胶的性质在培养中再现了组织硬度的改变并建立了病理重塑的肿瘤微环境, 因此这种模型适用于体外胰腺癌的研究。
 

出自《水凝胶材料在类器官研究中的应用进展》作者覃馨园 刘海涛, 甘忠桥.