1. Three-dimensional bioprinted glioblastoma microenvironments model cellular dependencies and immune interactions
三維生物打印的膠質母細胞瘤微環境模型中的細胞依賴性和免疫相互作用

這篇文章的主要目的是通過快速3D生物打印技術構建一個多因素的膠質母細胞瘤微環境模型，以研究細胞依賴性和免疫相互作用。以下是模型構建的詳細介紹：

背景
膠質母細胞瘤（GBM）是最具侵襲性且致命的腦腫瘤之一，腫瘤的微環境對于其生長、侵襲和治療反應至關重要。研究表明，腫瘤中的巨噬細胞和小膠質細胞在膠質母細胞瘤的進展中起到重要作用。然而，傳統的2D細胞培養或動物模型難以精確再現腫瘤微環境中的復雜相互作用。

3D生物打印技術的應用
本文采用數字光處理（DLP）的3D生物打印技術，構建了一個包含多種細胞類型的膠質母細胞瘤模型。這個模型由患者來源的膠質母細胞瘤干細胞（GSCs）、星形膠質細胞、神經前體細胞（NPCs）和巨噬細胞共同組成。研究者通過將這些細胞嵌入富含透明質酸（HA）的水凝膠中，創建了一個高度仿生的腫瘤微環境。

打印過程

• DLP系統：該系統的核心組件是一個數字微鏡設備（DMD），它通過控制UV光投射到預聚合的細胞-材料混合物上，實現逐層打印。打印出的模型包含一個腫瘤核心區，由高密度的GSCs和巨噬細胞組成；外圍區域由較低密度的星形膠質細胞和NPCs組成，模擬健康腦組織。

• 水凝膠基質：使用的基質材料為甲基丙烯酸化明膠（GelMA）和甲基丙烯酸化透明質酸（GMHA），這些材料的機械性能被設計為與膠質母細胞瘤組織相匹配。GSCs主要被嵌入4% GelMA和0.25% GMHA的混合物中，形成與真實腫瘤相似的基質。

細胞封裝與模型結構

• 在這個3D打印模型中，膠質母細胞瘤干細胞（GSCs）與星形膠質細胞和神經前體細胞相互作用，模擬了腫瘤細胞與正常腦組織之間的細胞通訊。模型還加入了巨噬細胞，重點研究了其在腫瘤進展中的作用。

• 通過將不同的細胞按預設位置排列，該模型成功實現了腫瘤核心和外圍健康組織的分離，能夠更精確地研究不同細胞類型之間的相互作用。

模型的生物學驗證

• 研究通過轉錄組分析，發現3D打印的腫瘤模型能夠更好地再現患者膠質母細胞瘤組織的基因表達譜。與傳統的球狀培養相比，3D模型中GSCs表現出更強的侵襲能力和抗藥性。

• 此外，加入巨噬細胞后，模型中的GSCs顯示出更顯著的低氧反應和基質重塑，這些特征與患者體內的腫瘤表現一致。

模型的應用前景
該模型展示了其在研究腫瘤-免疫相互作用、藥物篩選以及腫瘤進展機制中的廣泛應用潛力。特別是它能夠用于分析巨噬細胞在腫瘤中的作用、細胞-細胞通訊，以及腫瘤細胞對藥物的反應，為未來的個性化治療提供了重要工具。

總結
這篇文章通過DLP 3D生物打印技術，成功構建了一個復雜的膠質母細胞瘤微環境模型，該模型能夠準確再現腫瘤微環境中的多種細胞相互作用。這一模型不僅提供了研究腫瘤細胞依賴性和免疫相互作用的新平臺，還為未來的癌癥藥物篩選和治療提供了新的可能性。

2. Rapid 3D Bioprinting of Glioblastoma Model Mimicking Native Biophysical Heterogeneity
快速3D生物打印膠質母細胞瘤模型，模擬天然生物物理異質性
 

文章通過快速3D生物打印技術構建膠質母細胞瘤（GBM）的生物物理模式，用于研究腫瘤的發生和血管生成。以下是模型構建的主要內容：

模型背景
膠質母細胞瘤是最具侵襲性的大腦腫瘤之一，具有高度異質性，尤其是在細胞成分和細胞外基質（ECM）方面。現有的2D模型無法準確模擬這種復雜的微環境，因此該研究通過3D生物打印技術構建了一個生理相關的三維模型，用于研究不同生物物理條件下的細胞行為。

模型構建過程

• DLP 3D生物打印技術：利用數字光處理技術（DLP），研究人員能夠快速打印出具有不同硬度和微結構的膠質母細胞瘤微環境模型。模型中包含三個主要區域：腫瘤細胞區域、無細胞的ECM區域，以及模擬腦毛細血管的內皮細胞區域。

• 生物物理圖案化：模型通過控制水凝膠的硬度和微環境中的其他物理條件，生成不同的硬度模式，分別代表健康腦組織和病變組織的物理特性。硬的基質促使細胞表現出更具侵襲性的間充質表型，而軟基質則促進經典表型和細胞增殖。

細胞與基質的相互作用
該模型使用了患者來源的膠質母細胞瘤細胞與人內皮細胞共同打印，結合透明質酸衍生物，形成具有生物化學相關性的腫瘤微環境。該模型不僅展示了腫瘤細胞對不同基質硬度的響應，還模擬了腫瘤細胞的血管生成潛力，為研究腫瘤異質性和耐藥性提供了新平臺。

模型應用
研究表明，該模型可用于模擬不同亞型的膠質母細胞瘤，特別是用于探討腫瘤生長、侵襲行為和血管生成。此外，該模型能夠通過不同區域的硬度差異，研究腫瘤細胞對化療藥物（如替莫唑胺）的反應和抗藥性。

總結
這篇文章展示了一個生物物理圖案化的膠質母細胞瘤3D模型，通過快速3D生物打印技術，再現了腫瘤的異質性和侵襲性。該模型為研究腫瘤生物學和開發新的治療方法提供了有效的平臺，尤其是在研究腫瘤發生、血管生成和耐藥性方面。

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