使用微生理系统模拟人体乳房组织中的乳腺癌

这是第一个允许人类乳房组织在体内长时间保持活的方案，直接允许研究人类乳房组织与人类乳腺癌之间的相互作用。这项技术的主要优点是，它允许人类乳房组织的宏观片段，包括乳房脂肪细胞，免疫细胞，血管结构，导管结构和细胞外基质保持活的外活体。该技术对乳腺癌研究的几个领域有重大影响，包括个性化医学、药物开发和肿瘤启动的病理生理学以及纤维化和细胞外基质重塑等较慢的乳腺癌过程。

证明这个程序的是凯瑟琳赫伯特，杜兰研究生和拉凯什古拉拉是杜兰医科学生从我的实验室。首先，将准备好的明胶溶液融化在37摄氏度的水浴中。使用5或10毫升血清学移液器，将2.5毫升的溶液分配到每个柱塞上，用于6个井板的井。

明胶凝固后，将编码为 PNIPAAM 的 ASC 板移到生物安全柜中。轻轻地将柱塞放入这些板的井中，使明胶与 ASC 接触。将金属洗衣机放在柱塞上称重，以便明胶在室温下与 ASC 片直接接触 30 分钟。

将柱塞轻轻移动板，放入生物安全柜中的无菌箱中，盖上盖子。将盒子移到四度冰箱，或将盘子放在冰上，将冰桶放入生物安全柜中30分钟。在生物安全柜中，用10毫升无菌PBS洗三次人体乳房组织。

使用无菌钳子和剃须刀刀片粗切BC-MPS，并尝试去除尽可能多的筋膜和结缔组织。一旦结缔组织被移除，使用无菌剃须刀刀片最终切碎组织，直到它具有均匀的液体一致性。切开 P1000 移液器尖端，以帮助管道化碎组织。

在1.5毫升的管子里，结合了文本手稿中描述的薄荷组织、癌细胞系和BC-MPS介质。将用于底部细胞板的 ACS 板从孵化器移动到生物安全柜，并将介质从板中吸气。使用切割移液器尖端将准备好的乳房组织混合物移到底部 ACS 板的井中心，将装有上 ACS 板的带柱塞的盒子移到生物安全柜中。

轻轻地从 pNIPAAm 涂层板中取出明胶柱塞，并将其放在组织混合物的顶部。将 BC-MPS 介质添加到井中，并小心地将底部的 ACS 板与 BC-MPS 混合物和柱塞一起移动到无菌塑料盒中。将盒子的盖子放在运输上，注意避免污染养殖。

将底部板孵化在盒子中，在37摄氏度的孵化器中孵化，直到明胶融化，顶部ACS层开始粘附在底部层。然后将带板的盒子移到生物安全柜中，轻轻地从底部板中取出柱塞，观察与锚定在井底的癌细胞一起的组织。将六井板的盖子放回底部板，在 37 度孵育，以完全熔化明胶，并让顶层锚定到底部层。

轻轻将板材移到生物安全柜中，用 10 毫升血清移液器将介质从井边吸气。在每口井的边缘加入两毫升的新鲜介质，以避免将组织拆开。将 BC-MPS 保持在 37 摄氏度和 5% 的二氧化碳中，以保持所需的时间长度。

每两到三天更换一次媒体。当 BC-MPS 准备好进行分析时，将板移到生物安全柜。用血清移液器取出介质，以避免意外地移除任何组织。

向每口井添加一卷 PBS。然后用血清学移液器取出 PBS。在每个井中加入一毫升细胞分离溶液，并将板移回孵化器五分钟，使该细胞分离。

孵化后，使用细胞刮刀将细胞和组织从生物安全柜中的培养板中完全分离出来。将溶液与组织转移到15毫升的圆锥管中，并通过添加两毫升PBS来收集任何剩余的细胞。如果细胞是荧光的，则用铝箔包裹管子。

在轨道摇床中一次G的不断搅拌下，在37度孵化管，持续10至20分钟，将细胞与组织完全分离。在生物安全柜中，使用血清学移液器来破坏管中剩余的细胞团。并通过250微米组织过滤器将样品过滤成新的15毫升管。

用一毫升PBS冲洗过滤器以收集剩余的细胞。在室温下以500倍g的距离将样品离心5分钟，将漂浮在顶层的脂肪细胞与癌细胞和ASC混合在一起，在颗粒中分离。使用钝切移液器尖端将脂肪细胞层转移到新管中。

再次将样品离心，并使用注射器和针头从脂肪细胞下方去除剩余的溶液。从含有ASC和癌细胞的管子里吸气剩余的溶液，同时不破坏细胞颗粒。在PBS或BC-MPS介质中重新悬浮颗粒，并使用流动细胞学根据荧光对细胞进行排序。

此处显示了交卷 ASC 表的条纹辅助模式。经过14天的培养后，浮力的人体乳房组织仍然稳定地由ASC细胞片固定在井底。荧光显微镜图像显示BC-MPS的稳定性，MDA-MB-231在14天后表达RFP细胞系，三重阴性肿瘤去除PDX至少6天。

含有乳房组织的BC-MPS在体外培养了14天，染色和图像，以显示组织在100X和20倍放大的原生元素。在文化中，在三天和七天后，大噬细胞标记的染色被用来显示原发性巨噬细胞的保存。14天后对博迪皮染色MDA-MB-231细胞的流动细胞学分析表明，2D培养物中脂质积累最小，脂质积累和BC-MPS广泛。

在BC-MPS中脂质阳性MDA-MB-231细胞的比例比2D培养高26.2倍。与标准二元培养的细胞相比，BC-MPS培养的细胞表现出脂质液滴增加。标有MB-MPS的RFP与MDA-MB-231细胞的延时图像显示，231个细胞具有伪吊舱和高运动性。

乳房组织必须切碎足够小，并分离到足以分布在井底。乳房组织非常活跃，如果碎片太大或聚集在一起太紧密，ASC细胞片将无法锚定乳房组织到井底。由此产生的乳腺组织癌结构可以进行酶消化，以分离特定细胞类型的兴趣。

这将允许回答关键问题，例如与传统的二维培养物或器官相比，乳房组织中的癌细胞对化疗的反应有何不同。