글리오블라스토마(Glioblastoma, GBM)는 빠른 침윤, 치료 저항성, 그리고 매우 불량한 예후를 특징으로 하는 가장 공격적인 뇌 악성 종양 중 하나입니다. 생리학적으로 타당한 시스템에서 GBM 침윤을 연구하기 위한 모델링하는 일은 재현성 있는 플랫폼의 부재로 인해 어려움이 있었습니다. 이에 본 연구에서는 GBM 세포를 자가분해성 5% 산화 알지네이트(5OA) 마이크로젤에 캡슐화하고, 이를 등쪽 전뇌(dorsal forebrain) 오가노이드(DO)와 통합한 바이오공학적 어셈블로이드(ASM) 시스템을 제시합니다. 이 시스템을 통해 뇌로의 침윤 방향에서 발생하는 GBM invasion 동안의 초기 종양-숙주 상호작용을 재현하고자 하였습니다. 실시간 세포 이미징 결과, GBM 세포의 자가 응집(self-aggregation)이 관찰되었고, 그 결과 DO 경계면에서 세포의 모집과 침윤이 증가하였습니다. 이러한 과정은 강한 세포-세포 접착, 핵의 응축(nuclear compaction), 그리고 SOX2+/Vimentin+ 종양 세포 집단이 풍부하게 나타나는 침윤 전선(infiltration fronts)과 함께 나타났습니다. 전사체(transcriptomic) 분석에서는 접착, 인테그린 클러스터링(integrin clustering), 기계감지(mechanosensing) 관련 유전자들의 발현이 증가하는 한편, 신경 분화(neuronal differentiation) 경로들은 감소하는 경향이 확인되었습니다. 이는 침윤과 숙주 억제를 동시에 수행하는 이중 전략을 시사합니다. 또한 GBM 단독 구성체와 DO-GBM ASM을 비교 분석한 결과, 라미닌(laminin) 소단위의 발현이 더 높게 나타났으며, PI3K-AKT-mTOR 및 TGF-β 신호전달을 포함한 침윤 관련 경로가 유의하게 풍부 해졌습니다. 이는 전사체 수준에서 침윤 상태로의 전환이 일어났음을 반영합니다. 더 나아가 ASM을 마우스 피하에 이식하였을 때는 공격적인 GBM 침윤과 조직 재구성이 확인되어, 본 접근의 임상적 번역 가능성을 뒷받침하였습니다. 종합하면, 본 연구는 ASM이 GBM 침윤 및 종양에 의한 숙주 뇌 미세환경의 재구성에서 나타나는 구조적, 분자적, 기능적 특징을 재현함을 보여줍니다.