在过去一年，重庆大学物理学院的刘雳宇教授与普林斯顿大学Robert Austin教授，亚利桑那州立大学的焦阳教授，沙特国王大学张西祥教授，及中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）软物质物理重点实验室合作，利用微加工工艺结合胶原蛋白和琼胶基质微流分层技术在体外构建出一种模拟肿瘤细胞侵袭的三维微环境（如图2所示）。这种胶原蛋白－琼胶－胶原蛋白三明治结构在恒温37度一定时间后，胶原蛋白会形成纤维。而且胶原蛋白纤维在胶原蛋白与琼胶界面处有较高的取向性－垂直于界面。而此三明治结构中的力场分析揭示此结构巧妙的利用了胶原蛋白层与琼胶层材料间的应力，使得其界面处胶原蛋白纤维取向较一致。这也为人工控制胶原蛋白纤维在三维微环境中的取向性提供了实验思路。利用荧光共聚焦成像，刘雳宇组研究对比了转移性肿瘤细胞MDA-MB-231和非转移性肿瘤细胞MCF-7，在此三维体外微环境中的侵袭特性，并得到了如下的重要发现：1）转移性肿瘤细胞在转移侵袭过程中取向与胶原蛋白纤维高度一致；2）在胶原蛋白与琼胶之间的界面上，肿瘤细胞沿胶原蛋白纤维侵入到了琼胶之中，这些结果都显示了胶原蛋白纤维对癌细胞的侵袭有协助作用。3）随着时间的推移，癌细胞能更加深入到较硬的琼胶层中，胶原蛋白纤维与之相伴（如图3），暗示细胞可能也能帮助胶原蛋白纤维的生成并利用它反过来协助其侵袭；4) 胶原蛋白纤维协助肿瘤细胞侵袭的影响可能在较长的距离仍然存在，使得肿瘤细胞甚至突破琼胶到达旁边的培养基通道（如图3）。
