【摘要】：體外構(gòu)建實(shí)體瘤模型對(duì)深入研究癌癥病理機(jī)制和研發(fā)抗癌藥物具有重要意義,近年來(lái),快速發(fā)展的微流控技術(shù)由于其體積小、樣本消耗低、通量高、集成化程度高、傳質(zhì)傳熱迅速等特點(diǎn)為細(xì)胞捕獲、定位培養(yǎng)、分選、刺激和分析等細(xì)胞生物學(xué)研究提供了新的平臺(tái)。本文主要基于微流控技術(shù),結(jié)合芯片表面抗吸附修飾法構(gòu)建多細(xì)胞團(tuán),摸索細(xì)胞成團(tuán)的最優(yōu)條件,探究細(xì)胞團(tuán)生長(zhǎng)增殖的影響因素,并評(píng)估了細(xì)胞團(tuán)作為藥物篩選模型的適用性。首先,我們采用微加工工藝制作了一種具有雙層結(jié)構(gòu)的PDMS芯片,包含流體通道結(jié)構(gòu)和細(xì)胞培養(yǎng)孔陣列。芯片上層用于流體流通,主要為“蛇形”多通道分流結(jié)構(gòu),可形成具有濃度梯度的液體進(jìn)入細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域。芯片下層為細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域,主要為培養(yǎng)孔陣列,共12個(gè)微孔結(jié)構(gòu),用于細(xì)胞團(tuán)的構(gòu)建和培養(yǎng)。采用人肺癌細(xì)胞(A549),通過(guò)改變芯片表面的修飾條件,探究了細(xì)胞成團(tuán)的影響因素,并確定最優(yōu)的增強(qiáng)芯片表面抗細(xì)胞吸附的修飾條件。在優(yōu)化的條件下,由于微孔的限制及其表面抗吸附的雙重作用下,能夠形成直徑大約為130μm的三維細(xì)胞團(tuán),其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,活性良好,可用于藥物篩選。為了滿足藥物測(cè)試樣本量大、結(jié)果可靠的需求,我們?cè)O(shè)計(jì)能生成高通量、均一細(xì)胞團(tuán)的微流控芯片。芯片具有雙層結(jié)構(gòu),上層為流體的主通道,增設(shè)了擋板,用于降低流體流速和均勻流體流量。下層為細(xì)胞培養(yǎng)孔陣列,有80個(gè)微孔。采用之前最優(yōu)的修飾條件,探索穩(wěn)定形成高通量均勻的細(xì)胞團(tuán)途徑。在細(xì)胞聚集和增殖的過(guò)程中,通過(guò)測(cè)量細(xì)胞團(tuán)的尺寸,探究了細(xì)胞初始濃度和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)細(xì)胞成團(tuán)情況和生長(zhǎng)狀態(tài)的影響。并且通過(guò)細(xì)胞團(tuán)尺寸評(píng)價(jià)了細(xì)胞團(tuán)模型整體的均勻性。結(jié)果表明:細(xì)胞的初始濃度為1.0×106 cells/m L,細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖狀態(tài)良好,此時(shí)細(xì)胞團(tuán)的當(dāng)量直徑為150μm左右。細(xì)胞團(tuán)的尺寸隨培養(yǎng)時(shí)間呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì)。在優(yōu)化的條件下,芯片內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表現(xiàn)出良好的均勻性,細(xì)胞團(tuán)之間的尺寸誤差小于15μm。最后,在不同濃度的抗癌藥物作用下,評(píng)價(jià)了藥物對(duì)細(xì)胞團(tuán)的損傷程度。結(jié)果表明:無(wú)藥物作用時(shí),細(xì)胞團(tuán)的成活率大約為81%;而高濃度的藥物處理后,細(xì)胞團(tuán)的存活率僅為21%。初步驗(yàn)證該芯片能夠生成高通量、均一的細(xì)胞團(tuán),可作為實(shí)體腫瘤模型用于藥物篩選。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：R91;Q813
【圖文】：

圖 1-1 細(xì)胞團(tuán)構(gòu)建方式。（a）細(xì)胞低吸附底板；（b）旋滴法；（c）生物反應(yīng)器；（d）支架第一種方法是使用具有低吸附作用的底板促進(jìn)細(xì)胞自我聚集形成細(xì)胞團(tuán)[9-1（圖 1-1a），這些底板表面具有防止細(xì)胞吸附的涂層，在細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程中能有效阻止細(xì)胞貼壁。細(xì)胞和蛋白抗吸附修飾劑的種類(lèi)繁多，其中聚乙二醇（PEG

2 基于微流控技術(shù)制備海藻酸鹽凝膠示意圖。（A）通過(guò)掩模確定微結(jié)構(gòu)特征；（8 光刻膠制作硅基模板；（C）將冷的海藻酸鹽膠原溶液導(dǎo)入模具中并保持低溫纖維素透析膜鋪展在模具頂部，升溫使膠原凝膠化；（E）加入 60 mM CaCl2溶鹽溶液進(jìn)行交聯(lián)；（F）凝膠轉(zhuǎn)移到蓋玻片上

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2 楊和平;;培養(yǎng)細(xì)胞的分級(jí)分離[J];生物科學(xué)信息;1988年01期

3 丁仁瑞,金申初,江希明;帶瘤小鼠T細(xì)胞集落形成率的動(dòng)態(tài)變化及其機(jī)理的初步探討[J];中國(guó)免疫學(xué)雜志;1988年05期

4 雷建章;;第六講 人體的發(fā)育——胚胎、畸形與優(yōu)生(二)[J];中國(guó)農(nóng)村醫(yī)學(xué);1988年07期

5 章曉

本文編號(hào)：2741430