利用微加工、组织工程和光遗传学技术，来自 École 洛桑理工学院（ EPFL ）的科学家和其他机构的同事们成功地开发出了微型结肠，能够在体外产生与体内肿瘤非常相似的肿瘤。他们的研究成果发表在《 Nature 》杂志上的一篇题为“ Spatiotemporallyresolved colorectal oncogenesis in mini-colons ex vivo ”的文章中。

迷你结肠复制了结肠组织的物理结构，包括隐窝和管腔结构，以及健康和患病状态下实际结肠组织中存在的细胞多样性。在肿瘤动力学中复制的能力使它们能够很好地减少对药物发现和开发的动物模型的依赖。

研究人员表示，在复制实际结直肠癌中的细胞行为和复杂组织结构方面，它们甚至可能比某些三维培养模型更好。作者在《 Nature 》杂志上写道：“即使是目前的金标准类器官 3D 模型，通常被认为是体外和体内之间的桥梁，对于癌症发展体外建模也过于简化。”

此外，它们的寿命短，缺乏“拓扑生物学稳定性和一致性”，以及“无法以平衡和整合的方式产生由健康细胞和癌细胞组成的杂交组织”，这使得它们不太适合作为研究肿瘤发展和药物反应研究的模型。

迷你结肠和其他用同样方法培育的器官可能就是答案。根据研究小组的说法，他们产生的组织可以“在稳定和解剖学相关的拓扑结构中复制干细胞分化的模式轴；可以很容易地以一种时空可控的方式变异和跟踪；并创建一个生物力学动态系统，允许肿瘤出现，同时保持周围健康组织的完整性。”

也许迷你结肠最重要的特点是，可以利用光诱导它们在靶向区域产生肿瘤。光遗传学是一个利用光来精确控制基因表达等生物过程的领域，科学家们利用光遗传学的技术，将一个蓝光反应系统集成到迷你结肠中，看看它们是否能以有针对性的方式指导肿瘤的发生。

正如预期的那样，当研究人员打开灯时，他们在结肠的特定细胞群中引入了致癌突变，模仿了体内结直肠癌的局部发病。观察肿瘤在几周内的生长可以揭示大量关于肿瘤行为和动态的信息。“这基本上可以让你实时观察肿瘤的形成，并对一个很难在小鼠身上研究的过程进行非常详细的分析。”该研究的资深作者、 EPFL 生物工程研究所教授 MatthiasLütolf 博士说。

一旦肿瘤形成，就可以对其进行研究。为了证明这一点，研究人员对结肠进行了筛选，寻找与肿瘤发展有关的已知分子的证据。对结肠样本进行单细胞 RNA 测序，发现 GPX2 蛋白过表达，这与干细胞特征和肿瘤生长有关。