探索腫瘤微環境
重現影響腫瘤行為與治療反應的關鍵細胞與細胞外微環境交互作用
在晶片上建構腫瘤微環境
TME-Chip 可在晶片內建構包含腫瘤細胞、基質細胞與免疫細胞的 3D 共培養模型，並透過調控 ECM 條件，研究不同細胞族群之間的交互作用。結合活細胞影像與晶片內免疫螢光染色，研究人員可追蹤細胞球體的生長、細胞遷移、基質重塑及細胞間的空間分布，進一步分析這些變化如何影響腫瘤行為與治療反應。
晶片內原位形成與長期培養腫瘤細胞球體
腫瘤模型直接於晶片內形成，並可在持續灌流條件下進行長期動態觀察
腫瘤細胞可單獨培養，或與纖維母細胞及其他基質細胞共同以單細胞懸浮液形式注入晶片，並於晶片內原位自組裝形成 3D 細胞球體，無須事先於晶片外成球體或進行轉移。在持續灌流條件下，細胞培養時間最長可達兩週。研究人員可透過活細胞影像，於同一培養腔室中連續追蹤細胞球體的生長、基質收縮及基質活化等動態變化。
TME-Chip 上腫瘤細胞球體的原位形成與生長
BxPC-3 胰臟癌細胞與胰臟星狀細胞於 TME-Chip 內原位組裝形成 3D 腫瘤細胞球體，無須預先成球體或轉移。影像顯示同一培養腔室於灌流培養第 4、6、9 及 11 天的變化，可見細胞球體逐漸增大，周圍基質同步收縮。比例尺：100 µm。
腫瘤與免疫細胞交互作用及免疫逃脫
追蹤免疫細胞穿越基質、浸潤腫瘤組織，以及與腫瘤細胞交互作用的動態過程
TME-Chip 可用於研究免疫細胞在基質中的遷移、腫瘤浸潤及其與腫瘤細胞的交互作用。由側向微流道導入的免疫細胞可穿越基質並朝腫瘤區域遷移。透過活細胞影像，研究人員可隨時間追蹤免疫細胞的遷移行為、腫瘤浸潤程度、與腫瘤細胞的空間關係，以及腫瘤細胞的存活情形。藉由比較不同基質細胞、ECM 組成或免疫調節因子條件下的實驗結果，可進一步評估腫瘤微環境對免疫細胞募集、浸潤及抗腫瘤活性的影響。調整 ECM 的組成與濃度，亦有助於釐清基質屏障對免疫細胞進入腫瘤組織的限制作用。
TME-Chip 上觀察趨化因子驅動的免疫細胞浸潤 3D 腫瘤組織。
A549-GFP 肺癌細胞（綠色）培養於腫瘤區的基質膠（Matrigel）中，並分為添加或未添加趨化因子 CXCL12 兩組。人類初代周邊血單核細胞（Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMC）預先以遠紅光細胞質追蹤染劑標記（紅色）後，由側流道注入。培養5 天後，添加 CXCL12 組的腫瘤區內呈現較高的 PBMC 螢光訊號，而未添加組(對照組)的訊號則接近背景值。
另一組實驗中，A549 肺癌細胞經 IL-1β 處理後，由側向微流道導入 Jurkat T 細胞（紅色）。培養 48 小時後，可觀察到 Jurkat T 細胞聚集於 A549 細胞周圍。
癌症相關纖維母細胞與細胞外基質重塑
解析癌症相關纖維母細胞（CAFs）及 ECM 特性如何共同影響腫瘤生長、免疫細胞浸潤與治療反應
癌症相關纖維母細胞（cancer-associated fibroblasts, CAFs）可透過細胞間接觸、旁分泌訊號及 ECM 重塑，調控腫瘤生長、免疫微環境與藥物滲透。在 TME-Chip 上，研究人員可透過調整基質濃度，或添加膠原蛋白及其他基質蛋白，改變 ECM 的組成與特性，建立不同的腫瘤基質條件。比較不同纖維母細胞與 ECM 條件下的腫瘤表型、基質收縮及免疫細胞浸潤情形，有助於區分細胞介導的調控作用與 ECM 成份或物理特性所造成的影響，進一步研究基質重塑與腫瘤進展、免疫抑制及藥物反應之間的關聯。
TME-Chip 上胰臟癌細胞與星狀細胞共培養中所呈現的基質活化
人類 BxPC-3 胰臟腺癌細胞與胰臟星狀細胞（pancreatic stellate cells, PSCs）於持續灌流條件下共同培養 11 天。第 11 天的影像顯示，α-SMA 陽性的 PSCs 與腫瘤細胞團交錯分布，呈現基質活化的特徵。DRAQ7 陽性細胞數量極少，顯示大部分細胞仍維持存活。比例尺：100 µm。
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