收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不同肾源脱细胞衍生基质支架的制备及乳腺癌肿瘤模型的构建

郑乐  
【摘要】:2D细胞培养模型,由于其操作简单、可重复性高和低成本等优势,是迄今为止治疗学药物筛选中最常用的体外方法之一。然而,因为2D细胞培养模型无法重现体内实体肿瘤的复杂生物学特性以及不能准确测量它们对治疗过程的耐药性,使得大量无效的药物顺利通过细胞水平的测试进行动物/体内预试验,这导致实验动物的过度使用,且增加了有效药物发现过程的时间和总体成本。考虑到这一点,需要对当前的药物筛选体外模型进行改进,使得其可以高效模拟人源肿瘤的真实特点。人类实体肿瘤的一个重要特征是其三维结构为细胞伸展、增殖和分化提供了最佳的生存条件。基于此,关于体外3D细胞培养和组织构建(基于支架和/或无支架)的研究逐年增加,其能作为标准2D癌细胞培养和药物筛选动物实验之间一种非常可行的中间步骤和桥梁。本研究基于不同种类动物肾源脱细胞衍生基质支架构建3D肿瘤模型,以期为目的药物的开发提供适宜的筛选平台。本研究首先使用0.1%的十二烷基磺酸钠(Sodium laurylsulfonate,SDS)分别将猪肾和羊肾基质进行系列脱细胞操作,并将所脱细胞之后的基质进行化学交联以增强衍生基质支架的生物力学性能,继而将交联后的肾源脱细胞衍生基质支架进行冷冻干燥。分别使用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)和组织学染色等检测对衍生基质支架脱细胞的效果进行考察。SEM检测结果显示,猪源肾脱细胞衍生基质支架的孔径保存良好,无明显细胞成分残留,此外还发现有类似血管结构的存在。由苏木精伊红(Hematoxylin eosin,HE)染色可以看出脱细胞后的基质孔径大小及分布,还能发现得到完整保存的肾小球结构;马松(Masson)染色中则可看出胶原结构保存的完整性。SEM检测显示,羊源肾脱细胞衍生基质支架的孔径以及血管结构均在系列脱细胞处理的过程中受到一定程度的破坏;HE染色结果能同样显示衍生支架孔径和肾小球结构均受到一定程度的破坏;但Masson染色结果表明,衍生支架的胶原结构同猪源肾脱细胞衍生基质支架一样保留的十分完整。本研究还系统比较了交联前后肾脱细胞衍生支架的吸水率、孔隙率、接触角、压缩模量,并考察了衍生支架的其他物理性能及生物相容性。交联后的猪肾衍生基质支架吸水率由1041.23±47.43%降至999.31±55.65%(P0.05),孔隙率由91.12±2.40%下降为88.64±3.10%(P0.05),压缩模量由404.97±22.63 k Pa增长为847.28±58.05 k Pa(P0.001),失重率由71.386%则下降为60.064%,接触角由31.00°增长为41.33°。结果表明,针对衍生支架的交联系统改善了支架的力学性能和热稳定性,而红外光谱结果则表明交联并没有改变衍生支架的胶原结构;此外,交联也使衍生支架的孔径尺寸分布更加均匀,孔径范围由132~363μm缩小为127~238μm。在猪肾脱细胞衍生基质支架上接种ADSCs细胞培养10天,细胞数量在10天的培养过程中明显逐渐增多,且能形成大小不一的细胞集落。交联后的羊肾衍生基质支架的吸水率由987.56±40.21%降至934.39±39.61%(P0.05),孔隙率由88.73±3.2%变为83.12±4.63%(P0.05),压缩模量则由304.32±25.43k Pa增长为459.53±38.92 k Pa(P0.01)。另外,红外光谱图结果表明,交联并未改变衍生支架的分子结构,且仍保留原来的胶原形态。交联前后的羊肾支架无明显孔径呈现。羊肾源脱细胞衍生基质支架上接种ADSCs,可同样发现细胞数量在7天的培养过程中越来越多,并缓慢形成大小不同的细胞集落。系统检测结果表明:猪肾源脱细胞衍生基质支架的各项物理性能及生物相容性等指标均优于羊肾源脱细胞衍生基质支架,因此选择猪肾源脱细胞衍生基质支架用于本实验后续研究构建3D肿瘤模型的药物筛选平台。本研究使用经NHS/MES/EDC交联的猪肾源脱细胞衍生基质支架接种MCF-7细胞构建3D乳腺癌肿瘤模型。首先,在猪肾支架上接种MCF-7细胞并培养21天,MCF-7细胞在培养周期中逐渐形成细胞集落。使用CCK-8分别检测分析了2D和3D环境中的细胞增殖效果,发现在2D条件下的增殖速度明显快于3D培养环境中;此外,还考察了在衍生支架不同深度层面上的的细胞分布状态,发现接种的MCF-7细胞起初均匀的分布在支架的表面,随着时间的推移能较快的布满整个支架。在此基础上,考察了细胞-支架构建物中肿瘤球的大小,发现肿瘤球能从第三天的90.85±4.57μm快速增加到第21天的318.98±15.98μm。最后,使用ELISA试剂盒分别测定了2D和3D环境中细胞-支架构建物培养14 d后上清液中HIF-1α和BRCA1的含量表达,结果表明,相比于2D环境,猪肾脱细胞支架所提供的3D培养环境及构建效果更加接近真实肿瘤微环境。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 霍银平;周利晓;孙成林;;脱细胞猪角膜基质支架的制备及其生物相容性[J];中国组织工程研究;2016年30期
2 张强;安荣泽;王兆杰;刘凡凡;袁晓洪;杨晋;;兔软骨基质支架与脂肪干细胞的生物相容性[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年49期
3 蒋涛;任先军;;脱细胞脊髓基质支架的研究进展[J];中国脊柱脊髓杂志;2010年09期
4 金成哲;;自体骨髓间充质干细胞外基质支架在软骨组织工程中的应用[J];中国组织工程研究;2015年48期
5 叶青;Ackbarkhan Zacharia;纪佳月;曾静;;Smile来源的角膜基质透镜构建组织工程角膜基质支架的实验研究[J];国际眼科杂志;2020年04期
6 李一鹏;陈旭义;朱祥;卢磊;涂悦;;脱细胞脊髓基质支架的制备及生物特性[J];中国组织工程研究;2015年21期
7 张青;王端祥;李华强;张中原;;脱细胞异体真皮基质支架网加自体刃厚皮对32例切削痂创面应用体会[J];河南外科学杂志;2014年04期
8 蒋晓琼;熊先泽;程南生;程惊秋;张杰;;去细胞支架材料用于胆管替代的相容性研究[J];中国普外基础与临床杂志;2010年03期
9 袁歆,张其清;软骨组织工程支架材料研究进展[J];中华整形外科杂志;2002年01期
10 ;美培育出可供移植的大鼠肢体[J];生物学教学;2015年11期
11 宋振;蔡绍皙;晏小清;陈斯佳;孙炜;;基于微流控芯片构建三维基质支架中的多细胞球体模型[J];生命科学研究;2012年03期
12 杨扬;王励;;肝脏组织工程研究进展[J];器官移植;2017年05期
13 何黎升,陈书军,雷德林,杨维东,陶凯,陈富林,毛天球;以管状脱矿骨基质支架构建组织工程骨的实验研究[J];实用口腔医学杂志;2002年04期
14 成津;王聪;谷涌泉;;脱细胞技术在组织工程血管中的应用进展[J];中国生物医学工程学报;2021年01期
15 李祥全;唐成;宋科荣;金成哲;;微骨折与自体骨髓间充质干细胞外基质支架修复猪膝关节软骨缺损[J];中国组织工程研究;2014年43期
16 鲁红;田宇;吴织芬;;牙周膜细胞松质骨基质支架复合移植促进牙周组织再生的研究[J];北京口腔医学;2012年04期
17 吕玉明;黄华梅;王秋玲;谢德明;;应用猪主动脉脱细胞基质制备新型组织工程血管支架:生物相容性及力学性能评价(英文)[J];中国组织工程研究与临床康复;2010年47期
18 郭洪刚;刘静;李峰坦;刘海峰;姚芳莲;姚康德;;基于三维CT图像重建研制纳米仿生骨基质支架的研究[J];中国矫形外科杂志;2009年20期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 杨斌;章宜芬;杨荣;陈贇;易超然;徐林锋;兰厚金;朱伟东;周强;戴玉田;孙则禹;;膀胱无细胞基质支架的制备及其超微结构分析[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
2 郭洪刚;刘静;李峰坦;刘海峰;姚芳莲;姚康德;;基于三维CT图像重建研制纳米仿生骨基质支架的研究[A];第18届中国康协肢残康复学术年会论文选集[C];2009年
3 杨斌;章宜芬;杨荣;陈贇;易超然;徐林锋;兰厚金;朱伟东;周强;戴玉田;孙则禹;;膀胱无细胞基质支架中含有生物活性因子[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
4 尤鹏越;刘玉华;王新知;;脱细胞猪心包膜:一种具备潜在骨诱导能力的天然细胞外基质支架[A];2019第九次全国口腔生物医学学术年会论文汇编[C];2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 郑乐;不同肾源脱细胞衍生基质支架的制备及乳腺癌肿瘤模型的构建[D];大连理工大学;2021年
2 李彪;含镁脱细胞牛骨基质支架的制备及体内外实验研究[D];安徽医科大学;2021年
3 刘洋;去细胞猪主动脉瓣膜基质支架材料降解观察[D];第四军医大学;2006年
4 何亚琼;以羊膜为载体培养子宫内膜细胞的实验研究[D];中南大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978