纳米复合生物传感器在3D水凝培养的肺癌细胞中追踪霍诺基醇诱导的氧化应激动态
Yuxuan Zhu1,2, Zhichao Huang1, Shichao Tian1
1Biosensor National Special Laboratory, Key Laboratory for Biomedical Engineering of Education Ministry, Department of Biomedical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China.
Microsystems & nanoengineering
|August 14, 2025
概括
一种新的电化学生物传感器在3D癌症模型中检测氧化应激. 这种工具揭示了抗癌分子Honokiol通过诱导活性氧物种 (ROS) 来抑制癌细胞.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 癌症研究 癌症研究
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 由于高代谢,癌细胞表现出更高的活性氧物种 (ROS) 水平,需要高调节抗氧化能力才能生存.
- 传统的检测方法不足以评估氧化应激在先进的3D癌症模型,如球体和有机体.
- 在3D癌症模型中开发新方法来检测氧化应激对于理解癌症生物学和药物开发至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一个纳米复合材料电化学生物传感器,用于评估3D癌细胞环境中的氧化应激.
- 为了评估Honokiol的氧化调节能力,一种来自Magnolia属的抗癌剂.
- 证明生物传感器在研究药物机制和促进新药开发方面的实用性.
主要方法:
- 用减少的氧化石墨烯和纳米颗粒 (Pt NPs/RGO/SPCE) 修改的丝网打印电极的制造.
- 在修改过的电极上,将NCI-H1975癌细胞固定在凝甲基酸盐/减少的石墨烯氧化物水凝中.
- 在3D癌症模型中,电化学检测过氧化 (H2O2) 作为氧化应激标记物.
主要成果:
- Pt NP/RGO/SPCE 显示了 H2O2.2 的低检测值 (0.65 μM) 和线性范围 (110 μM).
- 开发的3D基于细胞的生物传感器 (NCI-H1975/GelMA/RGO/Pt NPs/RGO/SPCE) 有效应对H2O2诱导的氧化应激.
- 霍诺基被发现可以通过诱导氧化应激来抑制NCI-H1975癌细胞,这是生物传感器的反应所证明的.
结论:
- 一种新的,简单的,基于细胞的电化学生物传感器使得在3D癌症模型中方便地在现场评估氧化应激.
- 生物传感器有助于研究香醇的抗癌机制,强调其在诱导氧化应激方面的作用.
- 这种方法对药物开发,药物的重新用途和了解各种治疗剂的作用机制具有重大潜力.
