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Updated: Jun 18, 2025
05:34
A Cancer Cell Spheroid Assay to Assess Invasion in a 3D Setting
Published on: November 20, 2015
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在3D生物打印固体瘤芯片上的细胞球状入侵的细胞外矩阵调节
Elvan Dogan1, Christopher A Galifi2, Berivan Cecen3
1Department of Biomedical Engineering, Newark College of Engineering, New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ 07102, USA.
Acta biomaterialia
|August 3, 2024
概括
在3D生物打印瘤模型中的工程外细胞矩阵 (ECM) 刚性影响癌细胞入侵. 较低的矩阵刚度和较高的多孔度与增加的瘤侵入性相关,推进了个性化癌症建模.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 癌症研究 癌症研究
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 瘤器官和芯片上的瘤对于个性化医学和药物发现至关重要.
- 细胞外基质 (ECM) 显著影响瘤的行为和药物反应.
- 了解ECM与瘤微环境的关系对于开发精确的癌症模型至关重要.
研究的目的:
- 在3D生物打印软组织肉瘤微组织中调整ECM的物理和结构特征.
- 为了研究生物墨水特性与瘤细胞入侵之间的关系.
- 建立一个可输注的基于水凝的微流体芯片,用于模拟瘤的侵入性.
主要方法:
- 控制尺寸的细胞球体的制造.
- 在基于凝甲烯基 (GelMA) 的生物墨水中封装球形体,用于3D生物打印.
- 基于水凝的微流体芯片的构建.
- 生物油墨特征的多尺度物理和结构数据分析.
- 评估瘤细胞入侵和焦点粘附性质.
- 免疫染试验和RT-qPCR用于生物活性和基因表达分析.
主要成果:
- 在生物墨特征和细胞入侵反应之间发现了相关性.
- 瘤细胞的侵入性和焦点粘附特性与GelMA生物油墨聚合物网络密度有所不同.
- 较低的聚合物密度 (较高的多孔性,较低的刚性) 显示HIF-1α,CD44和MMP2基因的表达更高.
- 与高刚度矩阵相比,在低刚度矩阵中观察到较高的瘤入侵率.
结论:
- 这项研究证明了ECM特性在基于水凝的微流体芯片中的可调性,用于建模瘤侵入性.
- 生物油墨的结构性质,如刚性和多孔性,直接影响瘤细胞的行为.
- 这项工作为开发更有效,更定制的癌症模型为个性化医学和药物发现提供了基础.
