休斯敦卫理公会研究所（Houston Methodist Research Institute）的研究人员近日开发出一种新的体外肺癌模型，能模拟肿瘤进展的过程。这篇题为“Ex Vivo four-dimensional lung cancer model mimics metastasis”的文章发表在《The Annals of Thoracic Surgery》杂志4月刊上。目前，肺癌已成为全球最大的杀手。每年大约有130万人死于肺癌。研究人员认为，这种4D的肺癌模型能够隔离肿瘤进展的3个阶段的肿瘤细胞。它也能模拟肺癌转移的生物学，并有望确定肺癌的机制和潜在的治疗方法。
       4D模型的建立是去除脊椎动物肺中的所有细胞，但保留外层基质（enveloping matrix），为细胞生长和发育提供支持。研究人员在基质中接种了H1299、A549或H460细胞。此后，这种天然模型被进一步修饰，让循环肿瘤细胞能够通过肺动脉到达无细胞基质的右叶。模型被放入生物反应器中，让人类肿瘤细胞得以生长。与其他的肿瘤模型不同，4D模型让肿瘤细胞能够逐渐形成3D结节。这篇文章的通讯作者Min P. Kim博士表示，新模型的第四个维度是流动的，因为最新版本整合了肺部流体的运动。同时，这种模型也能用来研究其他癌症的进展。
        第四维让模型能够显示原发性肿瘤的生长、循环肿瘤细胞（CTC）的形成，以及转移灶的形成。癌症进展的这三个步骤都没有在任何体内或体外模型中体现。此外，与体内转移模型不同，4D模型能在几天之内提供数据，而体内模型往往需要研究人员等待几个月才能了解转移过程的信息。研究人员还分析了肿瘤进展的不同阶段中肿瘤细胞的基因表达。他们发现，CTC基因表达特征预示着肺癌患者的预后不良。“这个模型能够分离出转移阶段循环肿瘤细胞的基因特征，这将为肿瘤进展的机制提供线索，”Kim博士谈道。在未来的实验中，研究小组将重点关注循环肿瘤细胞的表达特征，以便更好地了解肿瘤进展的机制。他们希望，这能够提供新疗法的思路，阻止肺癌患者中的转移扩散.