[发明专利]一种体外模拟循环肿瘤细胞产生装置及其应用

说明书

本发明公开了一种体外模拟循环肿瘤细胞产生装置，包括培养皿和密封盖，密封盖用于密封培养皿；培养皿经分隔装置分为第一部分和第二部分，第一部分为肿瘤细胞培养部，第二部分为循环肿瘤细胞富集部；分隔装置上设置有细胞转移部位，肿瘤细胞可通过细胞转移部位由第一部分进入第二部分；第二部分设置有半透膜气窗，用于保证第二部分氧气充足。该装置可以快速、简便的大量制备循环肿瘤细胞，所制备的循环肿瘤细胞与动物模型所获得的循环肿瘤细胞相比具有相似的特性，可用于循环肿瘤细胞的后续分子、功能分析，对于循环肿瘤细胞的进一步研究具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种体外模拟循环肿瘤细胞产生装置及其应用。

背景技术

恶性肿瘤转移是肿瘤病人死亡的主要原因，也是当今肿瘤研究领域的焦点。肿瘤转移过程中，瘤细胞首先脱离原发瘤，侵犯并穿过宿主基质进入循环，存活并到达远处毛细血管床，在那里粘附并穿出血管，进入器官实质，定植并增殖生长成继发肿瘤。

1889年，英国医生Stephen Paget阐述了他的“种子与土壤理论”，主张转移需要肿瘤细胞传播即“种子”，和受纳器官理想的环境即“肥沃的土壤”，器官微环境(“土壤”)可影响特定肿瘤细胞(“种子”)的种植、侵袭、存活、生长。七年后，Ashworth首次从1例因癌症死亡的患者外周血中发现了类似肿瘤的细胞，并首次提出循环肿瘤细胞(circulating tμmorcell,CTC)的概念，这似乎又在外周血循环系统里进一步佐证了Paget的理论。CTC指自发或因诊疗操作进入外周血循环的肿瘤细胞，已有的研究表明，自发和(或)由外科操作进入血循环的肿瘤细胞可以单个或簇状种植和贴附在其它组织，以休眠状态蜇伏其中，等待某一激活剂唤醒，一旦获得活力或在其它因素的影响下，它们便开始增殖，通常会迁移到更适于增殖的新的器官。近来，随着人们对肿瘤转移机制研究的深入，尤其是伴随现代针对恶性肿瘤的检测技术广泛应用，CTC逐渐被人们所重视。越来越多的研究表明，CTC的出现可作为一个独立的预后因素，并与无复发生存有关。早期准确地检测CTC对合理地进行综合治疗至关重要，并可作为肿瘤疗效评估指标及加强辅助化疗的选择性指标，有助于建立个体化治疗方案，从而降低肿瘤复发率，延长患者生存期，使肿瘤的综合治疗更加及时、完善、有效。然而，目前对CTC的检测指标以及应用还十分浅显，尚且远远不能从根本上减少肿瘤的转移及复发风险事件的控制。因此，从CTC的形成和转归的分子机制进行系统的基础研究，寻找CTC形成与定植的Driver gene，无论是对CTC的检测还是临床干预均具有革命性的意义。

循环肿瘤细胞在外周血中含量极少，每10ml血液可能仅含几个到几十个循环肿瘤细胞，却有多达约1亿个白细胞和500亿个红细胞。目前循环肿瘤细胞的捕获方法主要可分为两类：一类是基于循环肿瘤细胞与血液中其他细胞物理性质的差异从而实现循环肿瘤细胞与其他细胞的分离由于血液中的血细胞数量巨大，其密度、大小的分布很宽，而循环肿瘤细胞又具有较大的异质性，因此通过细胞物理性质差异进行的循环肿瘤细胞分选往往会混入大量的白细胞，获得的样品纯度很低，难以进行后续分析。另一类循环肿瘤细胞捕获方法主要基于循环肿瘤细胞表面的特异性抗原，通过针对循环肿瘤细胞表面特异性抗原的抗体或核算适配体实现循环肿瘤细胞的捕获并与血液中其他细胞分离，但这种方法获得的循环肿瘤细胞往往丧失活性，无法进行体外培养。近年来通过将微流控芯片技术与抗体捕获相结合发展出了一系列的循环肿瘤细胞芯片捕获技术，通过特殊几何设计的微通道大大增加了细胞与负载有抗体的捕获表面的碰撞几率以提高循环肿瘤细胞的捕获效率，同时保持了循环肿瘤细胞的活性。但是技术难度大，成本较高。由于循环肿瘤细胞在外周血中数目少，分离、捕获难度大，获得大量循环肿瘤细胞用于其分子、功能分析在目前的技术条件下是难以实现的。

[1].Paget,S.,The distribution of secondary growths in cancer of thebreast.1889.Cancer Metastasis Rev,1989.8(2):p.98-101.