揭示前列腺癌骨转移的“奥秘”
中国科学报 ｜ 2026-09-22

近日，《高级研究杂志》刊发了北京协和医院毛一雷主任医师、杨华瑜研究员团队的一项研究成果。研究团队利用3D生物打印技术成功构建仿生成骨生态位共培养模型，还原前列腺癌骨转移微环境，揭开骨微环境促使肿瘤恶性进展、产生耐药的内在机制，为临床前药物筛选开辟全新体外平台。

数据显示，约85%的晚期前列腺癌患者会发生骨转移，这也是患者死亡的主要原因。此前，前列腺癌骨转移的研究工作受限于实验模型构建能力的短板，严重制约着耐药机制研究与新药评价工作的开展。传统的二维平板培养无法还原三维组织架构；类器官培养的批次间差异大；人源肿瘤异种移植模型成本高昂、实验周期长。3D生物打印可精准排布细胞与生物材料，重复构建多细胞复合微环境，有望破解上述难题。

鉴于此，该研究选用甲基丙烯酸明胶为主要生物墨水，搭建前列腺癌3D肿瘤模型与脂肪来源干细胞，制作成骨分化模型，其3D生物打印模型可长期维持细胞活性与组织结构稳定。研究同时采用LNCaP、PC-3两种细胞，分别模拟雄激素依赖型与去势抵抗型前列腺癌，覆盖疾病不同阶段。

研究人员表示，对比二维培养，3D生物打印中的前列腺癌细胞侵袭迁移能力提升，对化疗药物、PARP抑制剂耐药性显著上升，对雄激素剥夺环境耐受性更强。

将前列腺癌打印模型与预诱导分化完成的3D成骨模型共同培养后，研究人员观察到关键现象：成骨微环境进一步放大肿瘤恶性特征，癌细胞增殖、侵袭、转移能力增强，对多种抗癌药物的敏感性均下降。研究同时发现，将前列腺癌细胞与成骨细胞物理隔离、不再直接接触后，该恶性改变依旧存在。这证明，成骨微环境主要依靠旁分泌信号来驱动肿瘤恶化。

杨华瑜表示，这套3D生物打印共培养平台复现了前列腺癌骨转移的关键生物学特征，可以解析骨微环境调控肿瘤进展的分子机理，也能够为骨转移性前列腺癌的新药研发与个体化治疗方案评估提供便捷高效的体外平台。下一步，团队将引入患者原代肿瘤细胞、增加多种基质免疫细胞，结合微流控技术，进一步提升该模型的临床转化价值。