癌癥是發達國家的主要死因，全世界每年有860萬人死于癌癥。盡管治療方法有所進步，但所有晚期癌癥患者的5年生存率仍然很低（美國為5％至26％）。癌癥組織由異質性群體組成，其中包含一些癌癥干細胞（CSC）和大多數分化的非CSC。CSC具有自我更新的潛力，并且還會在腫瘤塊中引起分化的非CSC。CSC的增長速度很慢。因此，它們表現出休眠狀態并且具有治療耐受性。因此，CSCs能夠將化學療法試劑排到細胞外，并增強了對活性氧的保護能力，因此作為治療目標應優先考慮。盡管靶向CSC的重要性，但很難識別這些細胞，因為它們僅少量存在于癌組織中（據報道，其在黑色素瘤中占細胞的<0.0001％）。據報道，< span="">一些膜蛋白或細胞質酶，如CD133，CD44和乙醛脫氫酶，已被報道在CSCs中高度表達。然而，目前還不可能對單個患者的CSCs進行臨床鑒定，因為這些蛋白的表達并不能嚴格定義CSCs。因此，需要建立一種快速檢測CSCs的方法。根據獲得的CSCs的特性，靶向特定分子的治療方法可以在實踐中用于徹底根除CSCs。鑒于此，日本北海道大學Shinya Tanaka、龔劍萍等人報道了一種創新的水凝膠-稱為雙網絡（DN）凝膠，可以將分化的癌細胞快速重編程為癌癥干細胞。水凝膠可用于幫助開發針對癌癥干細胞的新癌癥療法和個性化藥物。成果發表在Nature Biomedical Engineering期刊上。
在這項研究中，DN凝膠可在短短24小時內將六種不同的人類癌細胞系（腦癌，子宮癌，肺癌，結腸癌，膀胱癌和肉瘤）中的分化后的癌細胞迅速重編程為癌癥干細胞。將癌細胞置于DN凝膠上后，它們開始形成球形結構，并產生已知是癌癥干細胞標記物的特定分子，如SOX2和Oct3/4，即以諾貝爾獎獲得者命名的aka Yamanaka因子，表明它們已被重新編程。
研究人員還發現了一些與癌細胞重編程有關的分子機制。他們發現鈣通道受體和蛋白骨橋蛋白對于誘導癌癥干細胞至關重要。他們還發現，在DN凝膠上培養過的患者的腦癌細胞產生了稱為血小板衍生的生長因子受體的受體。通過添加這些受體的分子抑制劑，它們能夠靶向并根除癌癥干細胞，這表明DN凝膠可用于選擇治療藥物。此外，他們表明，在DN凝膠上培養的腦癌細胞在移植到小鼠腦中后能有效地形成腫瘤，這表明該癌細胞具有干性。綜上所述，這項研究為研究針對癌癥干細胞的藥物鋪平了道路。在未來，DN凝膠可用于增強癌細胞類型診斷和生產個性化藥物，從而改善癌癥患者的預后，Suzuka, J., Tsuda, M., Wang, L. et al. Rapid reprogramming of tumour cells into cancer stem cells on double-network hydrogels. Nat Biomed Eng (2021).https://doi.org/10.1038/s41551-021-00692-2
