矩阵刚度和生物化学控制结肠直肠癌细胞生长和信号在用户可编程的合成水凝

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 癌症生物学 癌症生物学
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 在体外结直肠癌 (CRC) 研究中经常使用2D模型,这些模型并不反映体内细胞矩阵相互作用.
• 通过允许可编程矩阵力学和生物化学,3D水凝生物材料提供了更具生理相关性的环境.

研究的目的:

• 为了研究矩阵刚度和纤维素原蛋白衍生的呈现对CRC殖民地形态和增殖的影响,使用基于聚乙烯糖醇的水凝.
• 开发一种可降解的3D培养系统,用于研究CRC细胞矩阵相互作用.

主要方法:

• 使用了基于聚乙烯甘醇的水凝,具有可调节的刚度和RGDS粘合性的呈现.
• 培养了六种常见的CRC细胞系,以评估生命力,球状形成和殖民地生长.
• 采用酶介导反应来触发细胞和球体的恢复.
• 研究了表皮生长因子受体 (EGFR) 信号,以响应不同的粘附连接体身份 (RGDS和DGEA).

主要成果:

• 水凝支持六个CRC细胞系的活力和自发球形形成.
• 较软的水凝 (∼300 Pa) 与较硬的水凝 (∼2 kPa) 相比,显著促进了CRC殖民地形成.
• RGDS度没有影响殖民地形态.
• 根据粘附联体,EGFR信号传递有所不同:DGEA (原衍生) 与RGDS (纤维蛋白衍生) 相比,降低了下游酸化.

结论:

• 工程3D水凝为研究CRC细胞矩阵相互作用提供了一个多功能平台.
• 矩阵力学,特别是刚性,在调节CRC殖民地生长方面发挥着至关重要的作用.
• 粘附连接体的身份影响细胞信号通路,如EGFR,在CRC细胞.