癌症干细胞(CSC)对化疗和放疗都有一定的耐受性，这些癌症干细胞能作为“根”存在或在机体中循环，从而导致癌症复发，癌症干细胞是开发抗癌药物的主要靶点，但其却难以识别，主要是因为其在癌症组织中往往数量很少，理解癌症干细胞的分子机制对于开发新型的癌症疗法具有非常重要的意义。

高分子聚合凝胶具有柔软但坚韧的特征，可以体外诱软骨细胞分化、体内诱导膝关节软骨再生，能诱导多基因的表达。来自北海道大学Shinya Tanaka和龚剑萍教授团队研究了双网络水凝胶可以迅速地将分化的癌细胞重新编程为CSC。该研究表达来自六种人类癌细胞系中任何一种的细胞或从胶质母细胞瘤患者中切除的脑癌细胞接种凝胶后24小时内形成的表达干基因Sox2，Oct3/4和Nanog升高水平的球状体。与在单网络凝胶上培养的脑癌细胞相比，在双网络水凝胶上培养并颅内注射到免疫缺陷小鼠中的人脑癌细胞具有更高的致瘤性。双网络凝胶诱导酪氨酸激酶的磷酸化，凝胶诱导的原发性脑癌细胞的CSC被血小板衍生的生长因子受体的抑制剂消除，而钙通道受体和蛋白骨桥蛋白被抑制对于调节凝胶介导的脑癌细胞干性诱导至关重要。

团队发现DN凝胶诱导分化的癌细胞向CSCs重编程，这种现象可以称为水凝胶激活的重编程。在这个过程中，DN凝胶可与细胞表面蛋白（包括整联蛋白）相互作用，并产生酪氨酸激酶的时空差异激活，从而诱导与细胞干性相关的蛋白如SHH和GLI1的表达。DN凝胶诱导CSCs可能会促进三项临床应用：（1）鉴定新的CSC标记物，从而能够筛查各种不同癌症的治疗方法，包括间皮瘤，其发病率正在上升；（2）使用DN凝胶和来自患者的活检样本检测CSC，以早期诊断癌症，之后可以通过分子靶向治疗进行治疗；（3）高通量的试剂筛选，尤其是用于消灭CSC的试剂。

目前，东南大学苏州医疗器械研究院自主开发的肿瘤3D培养水凝胶稳定性高，使用方便，价格低，可以区分肿瘤微球的入侵能力，药物渗透效果和Matrigel一致，而且背景透明清澈，不影响仪器的识别，能够很好的替代价格昂贵的Matrigel基质胶，是一款极具市场竞争力的产品。

原文链接：

https://www.researchgate.net/publication/350472080_Rapid_reprogramming_of_tumour_cells_into_cancer_stem_cells_on_double-network_hydrogels