0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

一种纳米纤维水凝胶(EKGel)用于乳腺癌PDOs的形成和生长

微流控 来源:微流控 作者:微流控 2022-07-10 14:59 次阅读

患者来源性肿瘤类器官(PDOs)是一种前景广阔的临床前模型,它可以提供患者肿瘤的组织学、基因表达和药物反应信息。目前,PDOs的培养依赖于小鼠肿瘤基底膜提取物(BME,一种3D细胞培养的“金标准”水凝胶),但BME有着批次间差异、存在异种化合物和残留生长因子以及力学性能控制不佳的缺点,这会降低BME的可靠性。另外,在利用患者来源的异种移植物类器官(PDXOs)开发新的类器官时,培养基中的小鼠宿主细胞会在数量上淹没人类类器官,这也是一个严重的问题。因而,类器官模型的研究和应用迫切需要一种新的、能够克服上述缺点的培养基。 最近,加拿大多伦多大学等研究机构的研究人员在Nature Communications上发表了将一种纳米纤维水凝胶(EKGel)用于乳腺癌PDOs的形成和生长的论文,验证了EKGel可以作为乳腺癌PDOs的培养中的基质。

性质比较

EKGel由一个纤维网络组成(图1b),类似于体内肿瘤细胞外基质中的胶原蛋白结构,是可以用明胶和棒状醛修饰纤维素纳米晶体(a-CNCs)合成的一种仿生酶凝胶,与BME(图1c)相比,EKGel中的孔隙明显更大,这增强了营养物质对流的能力。此外,EKGel的共价交联还增强了水凝胶的稳定性。

72d3b474-f9a3-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图1 EKGel和BME水凝胶的结构和性质差异

生长情况

研究人员分别采用EKGel和BME作为基质开展PDOs培养实验,两者中的PDOs都能生长成外观相似的球形类器官(图2(a-f))。通过计算连续4代细胞的数目,可以检测EKGel和BME的细胞增殖情况,并监测类器官直径和细胞增殖的时间变化(图2(g-i))。计算结果表明在EKGel和BME中生长的PDOs的直径在统计学上无差异,EKGel水凝胶是适合乳腺癌PDOs的长期传代和维持的。

72fd0bda-f9a3-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图2 EKGel和BME中乳腺癌PDOs的生长情况

基因表达情况 为了评估在EKGel和BME基质中生长的PDOs之间基因表达情况,研究者从基因层面分析了在两者中生长的PDOs之间区别,对每种条件下的细胞进行了RNA测序,结果显示,在两种不同生长基质中PDOs的基因表达,仅有6个基因存在显著差异(图3b),其它基因的表达具有高度一致性。

730e4e22-f9a3-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图3 EKGel和BME中PDOs的基因表达分析

药物反应情况

为了探索EKGel和BME中生长的类器官品系对常用乳腺癌药物(马球蛋白、紫杉醇和阿霉素等)的化学敏感性,研究人员进行了体外药物分析。结果表明, EKGel和BME中的肿瘤均对紫杉醇等抗癌药物有反应,表现出明显的肿瘤生长抑制效果,此外,紫杉醇治疗的EKGel-肿瘤和BME-肿瘤的生长速率相似,这表明抗癌药物在两种培养基中具有相似的药效。

732daca4-f9a3-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图4EKGel和BME中的乳腺肿瘤类器官对抗癌药物的反应 类器官的形成情况 低形成率是癌症PDOs培养的一个重要难题,开发可以提高形成率的新基质将促进该领域的发展。因此,研究人员探索了在EKGel中形成乳腺癌PDOs和PDXOs的潜力,发现在EKGel和BME中,PDOs的形成率是相同的(图5a),但是PDXOs在EKGel中成功形成,却没有在BME中形成(图5d-e),这说明在两种基质中,PDXOs的形成存在显著差异,EKGel有提升形成率的潜力。

734d130a-f9a3-11ec-ba43-dac502259ad0.png

图5EKGel和BME中的类器官形成率 总体而言,研究人员开发了一种新型EKGel,用于有效形成和扩增乳腺癌PDOs,研究发现,EKGel有作为这些类器官类型支架的潜力,使体外模型能够捕获患者自身和患者间的异质性,并可用于开发个性化的癌症治疗手段。随着对EKGel这种新型生物材料研究的深入,将可能实现对不同乳腺癌和其他癌症类型的类器官的精细建模,并准确预测对不同药物类别的临床反应。 论文链接: https://doi.org/10.1038/s41467-022-28788-6

审核编辑 :李倩

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 纳米
    +关注

    关注

    2

    文章

    691

    浏览量

    36947

原文标题:新型纳米纤维水凝胶用于乳腺肿瘤类器官的形成和生长

文章出处:【微信号:Micro-Fluidics,微信公众号:微流控】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    用于柔性传感的凝胶基摩擦纳米发电机

    随着物联网和人工智能的普及,柔性传感技术飞速发展。为满足实际应用,迫切需要寻求一种能实现可穿戴、便携且自供电的柔性传感器。摩擦纳米发电机(TENGs)作为一种新型的自供电传感装置,在柔性电子
    的头像 发表于 11-14 10:48 262次阅读
    <b class='flag-5'>用于</b>柔性传感的<b class='flag-5'>凝胶</b>基摩擦<b class='flag-5'>纳米</b>发电机

    凝胶半导体材料问世,有望用于生物集成电路

    来源:IT之家 凝胶具有和生物组织相似的机械性能、含水量高和离子通透性好等特性,在组织工程、医用敷料、生物传感等领域具有广泛的应用。凝胶与导电材料复合后,可以实现电子导电,展现出优
    的头像 发表于 10-29 17:33 229次阅读
    <b class='flag-5'>水</b><b class='flag-5'>凝胶</b>半导体材料问世,有望<b class='flag-5'>用于</b>生物集成电路

    “本源悟空”真机应用之量子人工智能领域——乳腺钼靶检测应用

    乳腺钼靶检测应用世界卫生组织国际癌症研究机构此前发布的数据显示,乳腺癌现已成为全球发病率最高的恶性肿瘤,严重危害广大女性的身心健康。临床上通常会使用钼靶来筛查和诊断乳腺癌,其结果受到患者自身乳房致密
    的头像 发表于 07-12 08:23 259次阅读
    “本源悟空”真机应用之量子人工智能领域——<b class='flag-5'>乳腺</b>钼靶检测应用

    具有密集交联结构的明胶基凝胶电解质(ODGelMA)

    目前,开发一种能够成功实现兼具机械强度、离子电导率和界面适应性的综合凝胶电解质基质仍然具有挑战性。
    的头像 发表于 05-22 09:17 599次阅读
    具有密集交联结构的明胶基<b class='flag-5'>水</b><b class='flag-5'>凝胶</b>电解质(ODGelMA)

    一种基于可拉伸光子晶体的荧光传感阵列,用于卵巢癌早期诊断

    糖蛋白在细胞归巢、免疫识别、物质转运、蛋白质相互作用和细胞间信号传递等广泛的生命过程中发挥着重要作用,已被确定为卵巢癌、结肠癌、直肠癌、乳腺癌和肝癌等癌症诊断、临床治疗和预后评估的治疗靶点或生物标志物。
    的头像 发表于 05-19 17:31 798次阅读
    <b class='flag-5'>一种</b>基于可拉伸光子晶体的荧光传感阵列,<b class='flag-5'>用于</b>卵巢癌早期诊断

    包钢稀土纤维凝胶材料研究取得重要进展

    这些气凝胶材料被广泛用于化工保温、新能源汽车制造、服装设计等多个行业,需求量持续增长且技术标准不断提高。经过与兰州大学的共同努力,他们成功研发了款柔软型稀土纤维
    的头像 发表于 05-06 11:12 381次阅读

    功能化DNA凝胶在生物传感领域的应用研究进展综述

    DNA凝胶是由DNA交联聚合物骨架或纯DNA模块自组装形成的亲水性聚合物网络。
    的头像 发表于 04-20 11:44 1285次阅读
    功能化DNA<b class='flag-5'>水</b><b class='flag-5'>凝胶</b>在生物传感领域的应用研究进展综述

    数字源表四探针法测试凝胶电导率

    凝胶电导率测试常用四探针法进行测试,优势在于分离电流和电压电极,消除布线及探针接触电阻的阻抗影响。
    的头像 发表于 04-01 11:19 913次阅读
    数字源表四探针法测试<b class='flag-5'>水</b><b class='flag-5'>凝胶</b>电导率

    基于颜色变化凝胶的集成微流控压力传感

    传感器的传感机制在于凝胶会在软机械驱动下产生压缩,并且其颜色会随着压力的变化而变化。凝胶与微通道中的循环流体之间由层薄膜隔开,因此可以
    发表于 03-26 09:55 452次阅读
    基于颜色变化<b class='flag-5'>水</b><b class='flag-5'>凝胶</b>的集成微流控压力传感

    谷歌携手医疗保健业推出AI驱动肺结核、肺癌及乳腺癌筛查

    其中,通过Gemini工具,有望从磨损的腕带上提取出能为个人健康分析提供数据支持的新功能。另外,谷歌已与印度医疗机构Apollo Radiology International联手开展AI驱动的肺结核、肺癌及乳腺癌筛查业务。
    的头像 发表于 03-20 11:00 681次阅读

    一种锂电池内去除工艺方法

    一种锂电池内去除工艺方法
    的头像 发表于 01-04 10:23 456次阅读
    <b class='flag-5'>一种</b>锂电池内<b class='flag-5'>水</b>去除工艺方法

    全球首条256线级别车规激光雷达产线即将投产,湿度传感器与湿度变送器的区别是什么

    传感新品 【东南大学:一种基于rGO-丝素蛋白水凝胶的传感器,用于运动检测】 基于凝胶的柔性传感器因其便携性和可穿戴性等优良特性,在人造皮
    的头像 发表于 01-02 17:37 779次阅读
    全球首条256线级别车规激光雷达产线即将投产,湿度传感器与湿度变送器的区别是什么

    LabVIEW进行癌症预测模型研究

    LabVIEW进行癌症预测模型研究 癌症是一种细胞异常增生的疾病。随着年龄的增长,细胞分裂速度放缓,但癌细胞会失去控制地不断分裂,形成可能良性或恶性的肿瘤。 2012年的国际癌症数据显示,新发癌症
    发表于 12-13 19:04

    凝胶中的可控刺激响应行为

    对于模拟动态人体组织的微米或纳米结构机器的需求不断增长,用于药物输送、组织工程和纳米力学等应用。尽管这领域的研究之前直集中在3D打印结构
    的头像 发表于 11-28 06:31 369次阅读

    综述:自愈合凝胶生物电子器件研究进展

    尽管凝胶在开发穿戴式和植入式生物电子器件方面前景广阔,但在临床过渡和实际应用之前,仍存在些挑战性问题,需要加以解决。其中个关键挑战是,由于
    的头像 发表于 11-25 10:54 1451次阅读
    综述:自愈合<b class='flag-5'>水</b><b class='flag-5'>凝胶</b>生物电子器件研究进展