腫瘤微環(huán)境是一個復雜的體系,對腫瘤的發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移起至關(guān)重要的作用。本研究利用一個簡單的氧氣梯度芯片構(gòu)建了體外腫瘤缺氧微環(huán)境模型。此芯片由產(chǎn)生氧氣梯度的蛇形通道和用于小鼠肝癌細胞（Hepa1-6細胞）與肝星狀細胞（JS-1細胞）共培養(yǎng)的3個平行通道組成,通過在腫瘤細胞生長的區(qū)域制造氧氣梯度模擬腫瘤缺氧微環(huán)境。利用此芯片,開展了Hepa1-6細胞對紫杉醇和替拉扎明（TPZ）的抗藥性研究,并從分子機制上分析導致抗藥性的可能原因。結(jié)果表明,芯片所產(chǎn)生的氧氣梯度的濃度范圍為2.3%～16.7%。在缺氧條件下,共培養(yǎng)的Hepa1-6細胞在TPZ作用下存活率顯著下降,但對紫杉醇產(chǎn)生抗藥性。免疫熒光分析結(jié)果表明,缺氧及共培養(yǎng)可提高細胞因子TIMP-1與TGF-β的表達,促使JS-1細胞活化,進而增強Hepa1-6細胞對紫杉醇的抗藥性。 

【文章來源】：分析化學. 2020,48(02)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

缺氧微流控芯片的結(jié)構(gòu)及氧氣梯度的表征

腫瘤微環(huán)境中存在大量的基質(zhì)細胞,而星狀細胞則是肝癌微環(huán)境中重要的基質(zhì)細胞。為了在體外建立可靠的腫瘤模型,將Hepa1-6細胞與JS-1細胞在芯片中共培養(yǎng)。由于芯片中存在微柱陣列,兩種細胞可在不同的芯片通道中增殖(圖2A); 細胞接種2天后,熒光顯微鏡掃描顯示, 兩種細胞均可在芯片中增殖生長(圖2B)。3.3 氧氣梯度下的藥物作用

本研究采用Calcein-AM/PI雙染法對抗腫瘤藥物紫杉醇、TPZ的細胞毒性進行表征。TPZ是一種對氧氣敏感的抗腫瘤藥,在氧氣濃度較低時對腫瘤細胞的作用更明顯[35]。在進行芯片抗藥性實驗之前,使用孔板MTT法對藥物濃度進行初步篩選,結(jié)果如圖3A和3B所示。當TPZ濃度為100 μmol/L時,細胞存活率接近50%,而紫杉醇在24 h內(nèi)對細胞的毒性不大。由于高濃度的紫杉醇容易析出,因此,分別使用100 μmol/L TPZ與50 μmol/L 紫杉醇進行后續(xù)芯片實驗。芯片實驗中,上述濃度藥物作用24 h后,兩種藥物對Hepa1-6細胞與JS-1細胞的生長均有抑制作用(圖3C和3D)。對于這兩種藥物,共培養(yǎng)均可增加Hepa1-6細胞的抗藥性。缺氧條件下,Hepa1-6細胞杉醇作用下的細胞存活率大于常氧條件; 而對于TPZ則相反,缺氧組的腫瘤細胞存活率急劇下降至20%,這與TPZ的特性相符。上述結(jié)果表明,在進行藥物篩選時,氧氣濃度對抗腫瘤藥物的藥效的影響不可忽略。3.4 缺氧與共培養(yǎng)促進腫瘤細胞的抗藥性

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3454857