所元东 黄云超 黄永平 张立人 孙卓琛 李炫呈 周 晨 杨政鸿

    云南省肿瘤医院 昆明医科大学第三附属医院胸外一科,云南昆明 650118

    全球大部分国家中，肺癌的发病率和死亡率均排在首位。据2018年全球癌症统计报告，有210万例新肺癌病例和180万例死亡，占癌症死亡人数的近五分之一(18.4%)[1]。80%以上的患者为肺癌晚期(Ⅲ期、Ⅳ期)，只能采用化疗、放疗和姑息疗法等治疗方法[2]。因此，全面了解肺癌的微环境、增殖、转移、耐药以及复发等相关分子机制是治疗肺癌的关键。体外模型是研究肿瘤分子机制和药物筛选的重要工具，用于肺癌体外研究的模型主要包括二维细胞模型和动物模型。二维细胞培养是通过细胞黏附在塑料或玻璃培养基等固体平面上形成的，具有可重复性高、成本低等优点，在新型抗癌药物的研发方面具有优势[3-4]。但是，与体内肿瘤细胞生存环境相比，忽视了氧气、营养、药物浓度梯度的影响，限制了细胞-细胞与细胞-细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的相互作用[4]。动物模型也存在一定局限性，如缺乏人体内复杂的分子转化机制、肿瘤微环境(tumor environment，TME)与人体内存在差异、生长速度快于原发肿瘤等。二维细胞培养模型和动物模型的不足导致药物研发具有较低的临床转化率，在三期临床实验中显示出疗效的药物，只有5%能应用于临床，造成较低临床转化的主要原因是没有选择合适的临床前模型[5]。逐渐成熟的三维细胞培养(three-dimensional cell culture，3DCC)模型正好可以弥补二维细胞培养模型和动物模型的劣势，能较好地模拟人体内肿瘤细胞的生长、增殖、分化和转移，可以构建类似体内环境的TME，在抗癌药物的开发和筛选、耐药机制等方面具有较好的应用前景。

    3DCC在研究癌细胞的生长、增殖、分化、转移及TME等方面显现出明显优势。用于构建三维细胞培养的方法越来越趋于成熟，如悬浮培养、微流体、基于支架的水凝胶以及磁流体和生物印刷等，各种方法已经在相关研究中使用广泛[6]。据统计，采用三维细胞培养技术培养癌细胞的研究占到35%，接近所有细胞种类的三分之一[7]。截至目前，3DCC技术在乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌以及卵巢癌中已被广泛应用[4]。但应用于肺癌相关的研究较少，本文拟对三维培养技术在肺癌研究中的应用做一综述，评价其应用价值及优势，促进三维细胞培养技术应用于肺癌及其相关研究[7]。

    1 肺癌细胞在二维培养与三维培养下的生物学行为差异

    三维培养与二维培养在细胞增殖、细胞形态以及蛋白表达等方面具有明显差异 ......