學者巧用 3D 工具，爲癌症研究另闢蹊徑

爲了探究癌症是怎樣發展的，陳曹博士正在實驗室裡構建腫瘤。

曹（讀音爲“Ts'ao”）在她位於德克薩斯大學達拉斯分校的新實驗室裡，用 3D 生物打印機打印由活細胞構成的團塊，接着把它們放置在能模擬體內腫瘤周邊“生態系統”的條件中。

通過監測這些腫瘤微環境模型，這位生物工程師想要弄明白爲啥有些癌細胞會轉移，也就是轉移到身體的其他區域，而另外一些卻不會。

“爲啥癌細胞某天會具備侵入其他組織和器官的能力？我對細胞怎樣改變自身命運感興趣，”曹說道。“這就是我們要自下而上構建腫瘤微環境的原因。”

曹是埃裡克·瓊森工程與計算機科學學院生物工程專業的助理教授，她在 1 月加入了德克薩斯大學達拉斯分校，獲得了德克薩斯州癌症預防與研究所（CPRIT）首次終身教職教師計劃的支持。

該計劃旨在爲該州吸引癌症研究方面的頂尖人才。這些被稱爲 CPRIT 學者的獨立研究人員，預計會爲癌症研究作出傑出貢獻。曹是目前在 UTD 的三位 CPRIT 學者之一，也是瓊森學院的首位。

曹說，正是 CPRIT 的支持以及與 UT 西南醫學中心的醫學研究人員合作的機會，吸引她來到了達拉斯 UT 分校。她之前是普林斯頓大學邁克爾·萊文博士實驗室的博士後研究員，邁克爾·萊文博士以其在發育生物學領域的貢獻而聞名。

她把打印出來的細胞放置在微流控芯片上，這種芯片是帶有微小通道的平臺，能夠提供氧氣或營養物質來維持細胞的存活。曹在中國北京大學的博士工作集中在微流控技術上。

“我們打印不同的細胞，使之形成腫瘤環境，”曹說。“然後我們可以等着看我們打印的哪種腫瘤最具侵襲性。”

作爲普林斯頓大學的一名博士後研究員，曹研究了一種名爲腸海鞘的海鞘，這是一種與脊椎動物密切相關的小型海洋動物，用於研究胚胎髮育和基因調控。

曹和她的同事重建了這種生物的細胞譜系，創建了該動物心臟、神經元、肌肉及其他組織發育的藍圖。在此期間，她是發表在《自然》雜誌上一項研究的第一作者。

在得克薩斯大學達拉斯分校（UTD），曹在她的發育系統生物學實驗室裡繼續研究海鞘，該實驗室包含一個用於飼養這種柔軟、半透明、呈管狀的動物的水族館，她希望這能幫助她將動物細胞發育的發現轉化爲人類細胞發育的發現。

“曹博士正在幫助提供工具和技術來研究細胞間的相互作用。這確實處於前沿地位，”UT 西南醫學中心血管生成研究的埃菲·瑪麗·凱恩研究學者羅爾夫·佈雷肯博士說，他研究胰腺癌的腫瘤微環境。

“如果像曹博士所提議的那樣，你能夠從基礎層面開始爲腫瘤微環境建模，那麼你可能會開始發現可以作爲靶點的新的脆弱性，或者可以利用的新生物學。”

得克薩斯大學達拉斯分校的生物工程學教授兼系主任沙利尼·普拉薩德博士稱曹博士的研究“新穎又創新”。

“陳曹博士在個性化癌症醫學方面採取多學科的方法，通過深入研究基本機制，並將其與精密儀器相結合，這太令人興奮了，”塞西爾·H 和艾達·格林系統生物學科學教授普拉薩德說。“我們期待着她的研究能有所進展，也期待着可能帶來的潛在突破。”