导读 身体对外来入侵者作出反应的机制有很多。其中之一涉及免疫系统的 T 细胞，它们的表面有许多不同的蛋白质，称为检查点蛋白质。这些检查点

身体对外来入侵者作出反应的机制有很多。其中之一涉及免疫系统的 T 细胞，它们的表面有许多不同的蛋白质，称为“检查点蛋白质”。这些检查点蛋白与其他细胞表面的蛋白结合，可以刺激或抑制 T 细胞活性。通常，外来或入侵细胞上的表面蛋白会刺激 T 细胞对这些细胞的活性，而 T 细胞抑制是一种内置机制，可防止免疫系统攻击身体自身的正常细胞。

然而，肿瘤细胞有时会通过展示与 T 细胞检查点蛋白结合的表面蛋白来抑制 T 细胞活性，从而智胜免疫系统。在某些情况下，这些肿瘤表面蛋白与 T 细胞的相互作用甚至会导致 T 细胞破裂。近年来，科学家们一直在尝试开发“检查点抑制剂”药物，以抵消这些抑制性检查点相互作用，以重新激活人体对肿瘤细胞的免疫反应。其中一种药物被 FDA 批准用于治疗转移性黑色素瘤;其他可用于或正在开发用于治疗其他恶性肿瘤。

然而，尽管取得了这些进展，仍然很难确定哪些癌症患者可能适合这种类型的治疗以及哪些药物最有潜力。开发一种方法来应对这些挑战将有助于为癌症患者确定最安全、最有效的药物，同时在此过程中节省时间和金钱。为了使这种方法在临床上实用，它应该能够实现针对活肿瘤细胞的大量潜在免疫治疗药物的快速测试，以获得准确、易于分析的数据。

寺崎生物医学创新研究所 (TIBI) 的一个合作团队成功设计并测试了这样一个系统。他们首先在带有锥形微孔的定制化 3D 打印透明芯片中培养球形乳腺癌细胞聚集体。这些微孔旨在实现细胞球的最佳生长和稳定性。在微孔的细胞球上进行的测试证实了细胞的活力及其产生的 T 细胞去活化表面蛋白。

“我们基于微孔的芯片的特性是我们成功开发免疫活性组织模型的关键，”来自 Terasaki 研究所团队的 Wujin Sun 博士说。“芯片的透明度允许直接进行显微镜观察。它的设计允许进行大容量测试，这非常适合免疫治疗药物的快速筛选。”

为了测试检查点抑制剂药物在激活 T 细胞抗肿瘤反应方面的有效性，该团队接下来考虑了 T 细胞在激活过程中的正常行为。当 T 细胞受到刺激来攻击细胞入侵者时，它会分泌称为细胞因子的蛋白质，这些蛋白质将其他免疫细胞动员到入侵部位并刺激细胞繁殖并摧毁入侵者。因此，对这些细胞因子的测量可以表明 T 细胞的激活水平。

然后，该团队创建了一个高效的自动化系统，使用他们的载有乳腺癌的微孔芯片来测量细胞因子水平。该系统的实验是使用抗检查点蛋白进行的药物进行的;结果表明，在将乳腺癌细胞与 T 细胞一起孵育后，使用这些药物会增加细胞因子的产生，这证明了它们在激活 T 细胞方面的有效性。

该团队使用他们的乳腺癌芯片的另一种方式是评估乳腺癌细胞对受刺激的 T 细胞的影响。T细胞被荧光标记并添加到微孔中的乳腺癌细胞中;芯片的透明度允许使用荧光显微镜直接观察它们的细胞相互作用。这些乳腺癌细胞通常会导致 T 细胞破裂，但使用检查点抑制剂药物进行的实验表明，这些药物增加了培养物中 T 细胞的活力，直观地展示了它们如何通过肿瘤细胞相互作用来对抗 T 细胞破裂的影响.

乳腺癌芯片还用于直接观察 T 细胞如何浸润乳腺癌细胞球;这种类型的浸润是衡量 T 细胞抗肿瘤活性和活力的指标。在用单独的染料标记每组细胞并将它们混合在芯片的微孔中后，可以使用高分辨率荧光显微镜直接观察 T 细胞浸润。使用检查点抑制剂药物进行的实验表明，在药物存在的情况下，T 细胞数量增加，并更深入地渗透到乳腺癌细胞中。

总而言之，TIBI 研究人员能够设计强大而有效的方法来表征肿瘤和免疫细胞之间的相互作用，以及快速、大量和临床相关的方法来筛选针对肿瘤细胞的免疫治疗药物。微孔芯片及其相关装置还可用于包括其他类型的肿瘤细胞和个体患者细胞，以优化患者反应以及筛选和开发其他抗癌药物。

“为患者提供优化临床决策和个性化医疗的方法是我们研究所的首要目标，”寺崎研究所所长兼首席执行官 Ali Khademhosseini 博士说。“这项工作是朝着在癌症免疫治疗领域实现这一目标迈出的重要一步。”