您是如何进入癌症机械生物学领域的？
作为我在剑桥和东京的博士后工作的一部分，我从事骨骼和骨质疏松症的机械生物学研究，这是另一种机械敏感疾病，以此识别信号通路，以及如何阻断它们来操纵细胞，并开发更好的治疗方法。当我在悉尼建立我的生物医学工程实验室时，我选择更深入地研究癌症的机械生物学。多年后的今天，我正致力于将一个癌症肿瘤送到国际空间站。
您如何使用 BIO X 制造您计划推出的肿瘤模型？
为了模拟胶质母细胞瘤 (GBM) 微环境，我们开发了一种芯片上 GBM。起初，在胶原蛋白凝胶中手动混合细胞不仅仅耗时耗力，我们也无法保证从一个实验到另一个实验的可重复性。当 CELLINK 第一次进入市场时，我记得我觉得这家公司很酷，为我的实验室购买了一台 BIO X，这是一次非常值得的体验。使用 BIO X 对我们的芯片上 GBM 进行自动生物打印不仅更高效，也更能代表生理环境，而且具有更强的可重复性。胶质母细胞瘤肿瘤类器官被 3D 打印到中央腔中，周围环绕着成熟的血管系统，模拟血管和胶质母细胞瘤之间的相互作用。我们可以测试哪些抗癌药物通过血管通道，血管化如何与胶质母细胞瘤相互作用等等。高效地创建这些胶质母细胞瘤微球至关重要，我们不必花费大量时间优化工作流程，因为 BIO X 的使用界面非常简单。
由于新冠疫情，您的发射已被推迟。在此期间，您是如何测试微重力的影响的？
模拟的微重力设备在 X 和 Y 轴上以基本上抵消或接近抵消 Z 轴的速度旋转，在实验室中重建 10-3 G 的零重力环境。它们使我们能够“发射”细胞，看看它们在不进入真实空间的情况下如何反应。
在微重力环境下，芯片上 GBM 有何反应?
微重力是破译癌症行为方式的替代技术。当我们开始研究时，是为了看看是否存在这样一种基本的功能机制，可以从一种癌症保留到另一种癌症。考虑到这个星球上没有任何东西具有微重力环境下的遗传记忆，我们确实预计会有冲击反应。但在模拟的微重力环境中，我们看到所有 6 个癌细胞对机械卸载或非常低的力都有强烈的反应。许多受体或通路被关闭或过度致敏，细胞在 24 小时内死亡。
这是否意味着，我们会将癌症患者带到太空接受治疗?
这可能是我面临的头号问题！但是并不是这样，这个想法不是要把病人送到太空，而是要利用太空环境来更好地了解癌症。在做博士后的同时，我研究了一种抗骨质疏松药物，它阻断了骨细胞中负责检测机械负荷的信号通路。这种药物会诱使细胞认为它们在机械上是活跃的，而实际上它们并不活跃。这种药物会诱使细胞认为它们在机械上是活跃的，而实际上它们并不活跃。我想我们会从我们的发射中学到一些更出人意料的东西，因为会有更多的因素起作用。例如，我们发现一些细胞对微重力并不敏感，而是对辐射作出反应。无论哪种方式，我们的重点都是破坏或扰乱癌细胞，这样我们就可以提高现有治疗方法的效率。
将芯片上 GBM 送入发射站存在哪些挑战？
随着生物载荷进入国际空间站，最大的问题之一是保持细胞休眠。至少在发射 2 天前便开始运输细胞。然后，从发射升空到抵达国际空间站大约需要 3 到 4 天。随着细胞的增殖，模块将变得相当拥挤。因此，我们也在观察太空旅行过程中细胞级别的安全冬眠。我们已经开始与 CELLINK 科学家讨论 Atelerix 藻酸盐缓冲凝胶，它可以在室温下封装细胞进行休眠运输，而不需要使用细胞毒性保存方法。
与 CELLINK 的合作对您的工作有何影响?
尽管 BIO X 是一种易于使用的即插即用设备，但真正的价值在于 CELLINK 团队的支持和专业知识。刚开始时，我们需要了解哪些凝胶适用于我们的应用，而团队对其生物墨水产品组合的深入了解是极宝贵的。在过去的 4 年里，我们与 CELLINK 团队合作得很好，我和我的学生在需要帮助时都得到了积极的援助。事实上，我一直在谈论与 CELLINK 进行合作，并研究在微重力条件下测试不同的生物墨水。这项工作本身就很有趣，并有望为其他开展太空研究的生物工程师增加价值。
您认为您的工作对未来的医学健康有何影响?
我特别高兴的是，我们的太空研究可以转化为地球上医疗保健的改善。纵观人类历史，环境发生了变化，但重力始终保持不变。将器官和组织模型送入太空是一个独特的机会。通过将细胞暴露在这种新环境中，我们将了解细胞过程的不同方面，以及如何利用它们来发挥我们的优势。
