發(fā)生在乳腺上皮的乳腺癌是最常見的全世界女性中最常見的惡性腫瘤。 癌癥期間在進(jìn)展和轉(zhuǎn)移過程中，惡性細(xì)胞與周圍細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）保持密切的相互作用。大量基質(zhì)細(xì)胞、可溶性因子、信號分子和ECM共同構(gòu)成復(fù)雜的三維（3D）腫瘤具有多種性質(zhì)的微環(huán)境，如酸性pH值、低營養(yǎng)、間質(zhì)液壓力升高和慢性和慢性炎癥氧合水平波動[1,2]。ECM由膠原蛋白、糖胺聚糖（GAG）、蛋白聚糖的復(fù)合物組成以及與這些成分結(jié)合的分子[3]。 雖然是腫瘤基質(zhì)相互作用經(jīng)常直接通過細(xì)胞膜發(fā)生鈣粘蛋白粘附[4]和間接通過ECM重塑[5]，腫瘤細(xì)胞也與這些基質(zhì)成分動態(tài)相互作用通過生長因子介導(dǎo)的腫瘤基質(zhì)細(xì)胞相互作用整合素介導(dǎo)的腫瘤-細(xì)胞外基質(zhì)相互作用[6,7]。這些互動改變周圍的微環(huán)境，促進(jìn)異常生長、血管生成、侵襲，最終導(dǎo)致疾病轉(zhuǎn)移進(jìn)步[8]。一般來說，腫瘤的生長和進(jìn)展需要癌細(xì)胞與其周圍微環(huán)境之間的相互作用[9]。 深刻理解腫瘤微環(huán)境和腫瘤細(xì)胞行為對開發(fā)預(yù)防或控制乳腺腫瘤的藥物至關(guān)重要。乳腺腫瘤組織的基質(zhì)硬度通常增加與腫瘤周圍組織和正常組織相比[10]，這特征在癌癥進(jìn)展過程中起著重要作用，包括細(xì)胞增殖、耐藥性和向更高水平的侵襲表型[11,12]。增加基體剛度可能會直接誘導(dǎo)某些細(xì)胞的上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化（EMT）上皮腫瘤細(xì)胞[13]。 研究動態(tài)細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境的相互作用，細(xì)胞的基質(zhì)硬度文化平臺應(yīng)該是可調(diào)的。常規(guī)二維（2D）由于缺乏適合生長因子介導(dǎo)的細(xì)胞間和細(xì)胞間相互作用的3D ar體系結(jié)構(gòu)，平臺受到嚴(yán)重限制整合素介導(dǎo)的體內(nèi)細(xì)胞-基質(zhì)相互作用。 此外，2D培養(yǎng)材料（如組織培養(yǎng)聚苯乙烯（和玻璃））的剛度為MPa級，比人體軟組織的剛度高（約千帕），這可能會改變癌癥信號，因為細(xì)胞行為被廣泛認(rèn)為受底物的影響剛度[14]。 盡管動物模型可以模擬人類的腫瘤微環(huán)境，并作為癌癥研究的金標(biāo)準(zhǔn)，這些模型包含幾個不可控因素，如血液動力學(xué)、免疫反應(yīng)和動物個體差異為了克服這些缺點，許多3D文化模型被開發(fā)出來為了更好地模擬腫瘤微環(huán)境和培養(yǎng)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞。 具體來說，3D生物工程腫瘤模型包含合成和天然支架。合成聚合物，包括聚乙二醇（PEG）[17]，聚己內(nèi)酯（PCL）[18]，聚（乳酸-共乙醇）（PLGA）[19]和合成肽[20]具有良好的生物化學(xué)和生物力學(xué)性能，并專門設(shè)計用于復(fù)制體內(nèi)腫瘤微環(huán)境[21]。 盡管合成支架可以通過粘附力來實現(xiàn)功能化，如RGD肽[22]，以實現(xiàn)細(xì)胞粘附，但仍然存在一個由于缺乏體內(nèi)類支架，合成支架受到限制結(jié)構(gòu)和自然成分在一定程度上。此外，合成支架隨著酸性降解產(chǎn)物的積累而迅速降解，這可能會降低腫瘤細(xì)胞的生存能力[23]。 研究報告稱，生物衍生的天然支架，如基底膜（基質(zhì)凝膠[24]、膠原[25]和纖維蛋白[26]能促進(jìn)細(xì)胞附著和增殖，但不能完全反映腫瘤微環(huán)境。彈性模量這些支架不同于腫瘤組織，改變了信號傳導(dǎo)形成各種細(xì)胞形態(tài)[12]。此外，在某些特定情況下在一些病例中，種植在基質(zhì)凝膠中的癌細(xì)胞形成了一個球狀結(jié)構(gòu)，具有直徑為99±20μm，小于最大擴(kuò)散氧氣極限（約150μm）[27]。一個缺氧的核心不能在球體中形成，但在大多數(shù)體內(nèi)腫瘤中存在。 此外，ECM中的特定分子，如纖維蛋白和膠原，可能無法模擬原發(fā)性腫瘤的細(xì)胞外基質(zhì)是暫時性的。ECM可以調(diào)節(jié)通過將細(xì)胞表面受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至ach ieve穩(wěn)態(tài)，研究細(xì)胞的功能以及生長因子和受體的濃度[28]。脫細(xì)胞ECM（DECM），作為一種天然基質(zhì)，不僅保持了原發(fā)性腫瘤，但也保留了腫瘤的成分和結(jié)構(gòu)ECM。只有細(xì)胞和核酸才能從這種自然環(huán)境中去除，而細(xì)胞和核酸是腫瘤理想的微環(huán)境成分，例如膠原蛋白、蛋白多糖、層粘連蛋白、彈性蛋白和生長因子被保留[29,30]. DECM調(diào)節(jié)組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和血管生成，形態(tài)、結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)和細(xì)胞信號這類似于體內(nèi)的細(xì)胞，因此提供了強(qiáng)大的3D支架用于臨床前腫瘤研究[31,32]。 除了生化因素，ECM中的物理成分還可以調(diào)節(jié)細(xì)胞對微環(huán)境的反應(yīng)及其功能互動[33]。特別是，大多數(shù)腫瘤的發(fā)生是伴隨著ECM異常沉積和硬度增加[34]。這些特征促進(jìn)整合素介導(dǎo)的接觸，增加局部粘連的表達(dá)和蛋白水解酶的分泌[35]。侵襲性更強(qiáng)的腫瘤亞型的侵襲區(qū)域表現(xiàn)出最異質(zhì)的基質(zhì)，腫瘤細(xì)胞可以在其中激活巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）力學(xué)信號傳導(dǎo)至表皮細(xì)胞重塑[36]。 對小鼠的進(jìn)一步研究表明膠原的高表達(dá)可以促進(jìn)乳腺腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移，并且腫瘤區(qū)域比正常區(qū)域更硬組織[37]。腫瘤硬度的不同主要是由于腫瘤較重大量膠原蛋白的交聯(lián)，這是蛋白質(zhì)的主要成分ECM。尤其是賴氨酰氧化酶（LOX），一種細(xì)胞外基質(zhì)修飾酶，是穩(wěn)定和完整所必需的通過驅(qū)動膠原共價交聯(lián)的形成來實現(xiàn)ECM的功能和彈性蛋白[38]?；罨腖OX使腫瘤組織變硬，而LOX活性降低可以恢復(fù)僵硬，防止組織損傷纖維化[39]。 在乳腺腫瘤發(fā)生過程中，LOX介導(dǎo)的膠原交聯(lián)和組織硬化可改善整合素聚集，檢測到機(jī)械激活的粘著斑激酶（FAK）和p130Cas，增強(qiáng)PI3K活性，并誘導(dǎo)整合素介導(dǎo)的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)[40,41]。ECM剛度的增加有積極的影響與濃度、纖維寬度和纖維長度的相關(guān)關(guān)系膠原交聯(lián)度高，且腫瘤細(xì)胞具有高度轉(zhuǎn)移性在乳腺癌患者中觀察到高水平的交聯(lián)膠原蛋白[42,43]。 此外，LOX可以調(diào)節(jié)纖維化過程中的靜態(tài)組織微環(huán)境，從而創(chuàng)造一個環(huán)境這有利于轉(zhuǎn)移后的腫瘤細(xì)胞生長[44]?？偟膩碚f，LOX在調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的過程中起著重要作用良性腫瘤通過淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移為侵襲性惡性腫瘤ECM交聯(lián)和集成那么，體外三維腫瘤支架是否具有合適的基質(zhì)呢？剛度可以通過實體瘤的脫細(xì)胞來準(zhǔn)備對不同LOX表達(dá)的MDA-MB-231細(xì)胞進(jìn)行了研究。 在里面本研究構(gòu)建了LOX干擾（IF）和過度表達(dá)（OE）的慢病毒載體（LV），然后分別轉(zhuǎn)染到細(xì)胞中人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞。LOX mRNA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步測量表達(dá)。此外，具有不同LOX的細(xì)胞將表達(dá)水平皮下注射到裸鼠體內(nèi)腋窩。一旦腫瘤組織形成，就需要一種去細(xì)胞的方法應(yīng)用于收獲3D DECM支架。主要組成部分，對DECM的微觀結(jié)構(gòu)和彈性模量進(jìn)行了表征。 最后，在用MDA MB-231對DECM支架進(jìn)行再細(xì)胞化和培養(yǎng)后，觀察細(xì)胞活力、對特定模型藥物順鉑的耐藥性（DDP）和一些耐藥相關(guān)基因的表達(dá)水平蛋白質(zhì)得到了驗證。