基于腫瘤微環(huán)境對腫瘤的生長(cháng)、轉移和耐藥的產(chǎn)生發(fā)揮重要作用，研究者構建了一種類(lèi)器官與腫瘤微環(huán)境細胞共培養的模型。由于單一的腫瘤類(lèi)器官模型通常缺乏完整的微環(huán)境，共培養模型會(huì )更接近腫瘤在體內的狀態(tài)。

KOLODOVA將乳腺癌類(lèi)器官與癌癥相關(guān)成纖維細胞共培養，發(fā)現癌癥相關(guān)成纖維細胞能夠促進(jìn)乳腺癌細胞的增殖。乳腺癌細胞受上皮-基質(zhì)相互作用的密切調節，包括旁分泌信號、細胞外基質(zhì)重塑和機械感應等，能夠幫助促進(jìn)乳腺癌細胞的增殖。

CHATTERJEE等則通過(guò)構建乳腺癌類(lèi)器官-成纖維細胞（正常乳腺成纖維細胞和癌癥相關(guān)成纖維細胞）共培養模型，發(fā)現了一種促腫瘤性旁分泌信號機制，且這種旁分泌信號機制在正常乳腺成纖維細胞和癌癥相關(guān)成纖維細胞之間是共享的。這種機制會(huì )導致從正常乳腺成纖維細胞和癌癥相關(guān)成纖維細胞產(chǎn)生白細胞介素1b。從而使白細胞介素1b作為促進(jìn)增殖的因子促進(jìn)ER陽(yáng)性癌細胞的增殖。

除了常規的以Matrigel（基質(zhì)膠）構建的乳腺癌類(lèi)器官模型，最近，有研究者開(kāi)發(fā)了一種可生物降解的三維機械支架來(lái)研究乳腺癌的轉移。這種模型可以進(jìn)一步保持構建所得的乳腺癌類(lèi)器官與原始腫瘤的一致性。

這種新乳腺癌類(lèi)器官模型的構建分為以下幾個(gè)步驟。首先，制作聚己內酯多孔蛋白支架。在乳腺癌中，細胞外基質(zhì)主要由癌癥相關(guān)成纖維細胞分泌和重塑，其分泌物在腫瘤微環(huán)境中具有多向性功能。為了提高多孔聚己內酯支架的表面生物活性，同時(shí)保持機械性能，需要在支架上提供一個(gè)額外的、天然的細胞外基質(zhì)涂層來(lái)促進(jìn)腫瘤細胞的附著(zhù)。第二步，在支架上培養乳腺癌癥相關(guān)成纖維細胞，當支架上沉積膠原和纖維連接蛋白時(shí)，洗脫掉支架上的癌癥相關(guān)成纖維細胞，生成優(yōu)化后的混合支架，其保留了癌癥相關(guān)成纖維細胞沉積物。最后，把患者來(lái)源的乳腺癌細胞在混合支架和裸支架上進(jìn)行培養。結果發(fā)現，與裸支架相比，乳腺癌細胞在混合支架上大量附著(zhù)并形成類(lèi)器官，并且細胞在混合支架上表現出更高的增殖活力；隨后進(jìn)行多種化療藥物反應分析，發(fā)現混合支架上乳腺癌類(lèi)器官可以捕捉到藥物反應時(shí)患者間的異質(zhì)性。

綜上得出結論，聚己內酯支架涂上天然細胞外基質(zhì)用于乳腺癌類(lèi)器官的培養，能更好地模擬體內微環(huán)境，這表明癌癥相關(guān)成纖維、細胞衍生的細胞外基質(zhì)為細胞提供了顯著(zhù)的生長(cháng)優(yōu)勢。該模型可作為一種新的乳腺癌類(lèi)器官模型，以發(fā)展有效和個(gè)性化的治療方案。

器官芯片 (Organs-on-a-chip) 是仿生生物學(xué)和微加工技術(shù)的結合，利用微流控技術(shù)控制流體流動(dòng)，結合細胞與細胞相互作用、基質(zhì)特性以及生物化學(xué)和生物力學(xué)特性，在芯片上構建三維的人體器官生理微系統。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，器官芯片是一種用于體外模擬人體器官功能單元的微型細胞培養裝置。類(lèi)器官缺乏上皮腫瘤細胞與周?chē)芟到y和基質(zhì)之間的組織界面，而這些組織界面是癌癥控制和進(jìn)展的重要因素，不能很好地復制器官發(fā)展過(guò)程中復雜又動(dòng)態(tài)的微環(huán)境。隨著(zhù)類(lèi)器官的增大，其僅僅依靠被動(dòng)擴散來(lái)獲取養分和氧氣并去除代謝產(chǎn)物的方法不足以滿(mǎn)足它們對代謝物日益增加的需求，最終導致它們的生長(cháng)和成熟失敗。而用器官芯片來(lái)模擬灌注血管被證明可以解決這一問(wèn)題。

為解決這一缺點(diǎn)，科學(xué)家將器官芯片技術(shù)與類(lèi)器官相整合而形成“類(lèi)器官芯片”技術(shù)。利用微流控平臺使類(lèi)器官血管化，并允許生理流動(dòng)條件下的灌注，從而再現了腫瘤微環(huán)境在體內的運輸特性。SHIRURE 等開(kāi)發(fā)的乳腺癌類(lèi)器官芯片也證實(shí)了這一點(diǎn)。1個(gè)乳腺癌腫瘤類(lèi)器官芯片模型包含3個(gè)相互聯(lián)系的微液流裝置，支持內皮細胞的血管生成自組裝可灌流血管的三維網(wǎng)絡(luò )，并長(cháng)成乳腺癌類(lèi)器官結構。

見(jiàn)示意圖，利用此裝置通過(guò)血管灌流紫杉醇可以抑制腫瘤的生長(cháng)，表明該模型可以用來(lái)篩選患者個(gè)性化的藥物。血運化是一種很有前途的策略，可以解決乳腺癌類(lèi)器官中營(yíng)養供應和壽命有限的問(wèn)題。

從2009年類(lèi)器官技術(shù)元年發(fā)展至今，類(lèi)器官構建技術(shù)已經(jīng)較為成熟，逐漸成為科研、臨床、生產(chǎn)等多領(lǐng)域中的熱門(mén)助手。2013年，類(lèi)器官技術(shù)被Science評為年度生命科學(xué)技術(shù)。2019年，Science, Nature, Cell相繼推出類(lèi)器官特刊。2021年，疾病類(lèi)類(lèi)器官模型被列為我國“十四五”首批重點(diǎn)專(zhuān)項。在疾病機制研究、新藥研發(fā)、藥物高通量篩選都能看到類(lèi)器官的活躍身影。