本文關鍵詞：用于腫瘤個體化醫(yī)療的3D細胞培養(yǎng)模型的建立及特點研究

  更多相關文章： 前列腺癌 3D培養(yǎng) 裸鼠移植瘤 Matrigel Alginate-HA

【摘要】：二維細胞培養(yǎng)模型(Two dimensional cells culture model,2D culture)缺乏源組織微環(huán)境導致細胞結構與體內(nèi)存在顯著差異,從而導致藥物響應模式及信號分子通路的表達與生物體內(nèi)顯著不同。動物實驗周期長,操作復雜,實驗成本高并且存在個體性差異,不利于臨床應用。腫瘤細胞三維培養(yǎng)模型(Three dimensional cells culture model, 3D culture)可模擬體內(nèi)腫瘤細胞生長微環(huán)境,使體外腫瘤細胞生長和相關信號通路的調(diào)控近似源組織。在本課題中,我們試圖建立可用于腫瘤個體化醫(yī)療的前列腺癌細胞3D培養(yǎng)模型。主要研究內(nèi)容及結果如下：1.建立基于Matrigel的前列腺癌細胞3D培養(yǎng)模型。分析基于Matrigel的3D培養(yǎng)模型的PC3細胞形態(tài)學和增殖動力學,結果發(fā)現(xiàn)PC3細胞在Matrigel基質(zhì)中形成了類似于源組織的枝節(jié)狀腺體組織結構的致密腫瘤細胞球體,PC3細胞在Matrigel基質(zhì)中增生并在長時間內(nèi)保持高活力,這一結果近似腫瘤細胞在體內(nèi)的生長特點。此外,通過檢測13種抗腫瘤藥物對PC3細胞的增殖抑制作用并計算IC50,結果發(fā)現(xiàn)有11個藥物對2D培養(yǎng)模型和基于Matrigel的3D模型的PC3細胞的IC50值存在顯著差異。PC3細胞在Matrigel基質(zhì)中具有明顯的藥物不敏感性。2.進一步建立基于Alginate-HA的前列腺癌細胞3D微載體球培養(yǎng)模型,為今后建立可用于流式細胞儀檢測的3D培養(yǎng)模型奠定基礎。在研究中比較2D培養(yǎng)模型和基于Alginate-HA的3D微載體球培養(yǎng)模型的前列腺癌細胞形態(tài)學、生長因子(IL-8和VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶MMPs (MMP-2, MMP-3, MMP-9)、EMT過程生物標志物(N-Cadherin, Vimentin、β6 integrin)及凋亡蛋白caspase-3的表達水平,結果顯示,前列腺癌細胞在Alginate-HA微載體球中1L-8和VEGF表達水平顯著上調(diào),腫瘤細胞惡性表型顯著增強。此外,MMPs及EMT過程生物標志物的表達水平大幅度上調(diào),表明腫瘤細胞在Alginate-HA微載球中侵襲和轉(zhuǎn)移潛力顯著增強,在一定程度上重現(xiàn)了體內(nèi)腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移模式。經(jīng)過藥物處理后,微載體球中3D細胞的caspase-3活性明顯低于2D細胞,具有明顯的凋亡耐受性。3.前列腺癌細胞體內(nèi)外培養(yǎng)模型藥效學一致性評價。本研究分析2D培養(yǎng)模型、基于Matrigel的3D培養(yǎng)模型、基于Alginate-HA的3D微載體球培養(yǎng)模型和裸鼠移植瘤模型經(jīng)藥物處理后caspase-3和Bcl-2的活性。結果發(fā)現(xiàn)兩種3D培養(yǎng)模型和體內(nèi)模型的凋亡程度接近,并且明顯比2D培養(yǎng)模型具有更強的凋亡耐受性。這表明,兩種3D培養(yǎng)模型藥物應答模式與體內(nèi)相似,可用于替代動物實驗進行抗腫瘤藥物藥效評價。此外,基于Matrigel的3D培養(yǎng)模型價格昂貴,而基于Alginate-HA的3D微載體球培養(yǎng)模型的成本僅約為其1/3,并且有望在未來的研究中開發(fā)出能用于流式細胞檢測和微流控的三維細胞培養(yǎng)模型,更適合于腫瘤個性化用藥指導。創(chuàng)新點：本文首次應用Alginate-HA微載體球?qū)η傲邢侔┘毎M行3D培養(yǎng),并且第一次系統(tǒng)評價2D培養(yǎng)模型、3D培養(yǎng)模型和體內(nèi)模型對臨床常用抗癌藥物響應的一致性,建立了用于腫瘤個體化醫(yī)療的藥物敏感度檢測的3D培養(yǎng)模型。
【關鍵詞】：前列腺癌 3D培養(yǎng) 裸鼠移植瘤 Matrigel Alginate-HA
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R737.25
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-16
• 第一章 緒論16-29
• 1.1 引言16-17
• 1.2 3D培養(yǎng)技術17-20
• 1.2.1 3D培養(yǎng)技術的定義17-18
• 1.2.2 2D培養(yǎng)和器官型培養(yǎng)的局限性18-19
• 1.2.3 3D培養(yǎng)的優(yōu)勢19-20
• 1.3 3D培養(yǎng)方法20-21
• 1.3.1 細胞自發(fā)性聚集20
• 1.3.2 液體覆蓋培養(yǎng)20-21
• 1.3.3 微載體珠培養(yǎng)21
• 1.3.4 預制支架培養(yǎng)21
• 1.3.5 旋轉(zhuǎn)燒瓶培養(yǎng)21
• 1.3.6 旋轉(zhuǎn)細胞培養(yǎng)系統(tǒng)21
• 1.4 在3D培養(yǎng)中重構腫瘤微環(huán)境21-26
• 1.4.1 腫瘤-基質(zhì)的交互作用22-24
• 1.4.2 細胞-細胞間黏附及信號分子24-26
• 1.5 3D培養(yǎng)技術在腫瘤研究領域的應用26-27
• 1.5.1 在腫瘤個體化醫(yī)療方面的應用26-27
• 1.5.2 在腫瘤耐藥性研究方面的應用27
• 1.5.3 在腫瘤微血管形成方面研究的應用27
• 1.6 本論文研究的目的、意義和內(nèi)容27-29
• 第二章 基于Matrigel的前列腺癌3D培養(yǎng)模型的建立和驗證29-45
• 2.1 前言29-30
• 2.2 實驗部分30-38
• 2.2.1 實驗儀器與試劑30-31
• 2.2.2 細胞2D培養(yǎng)31-33
• 2.2.3 MTT比色法測定細胞生長曲線33-34
• 2.2.4 基于Matrigel的細胞3D培養(yǎng)34-35
• 2.2.5 臺盼藍拒染法35-36
• 2.2.6 WST-8法36-38
• 2.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析38
• 2.3 實驗結果38-43
• 2.3.1 前列腺癌細胞生長曲線38-39
• 2.3.2 3D培養(yǎng)細胞形態(tài)學分析39-40
• 2.3.3 細胞增殖分析40-41
• 2.3.4 藥物對PC3細胞的增殖毒性分析41-43
• 2.4 小結與討論43-45
• 第三章 基于Alginate-HA的前列腺癌3D培養(yǎng)模型的建立和驗證45-71
• 3.1 前言45-46
• 3.2 實驗部分46-55
• 3.2.1 實驗儀器與試劑46-48
• 3.2.2 細胞2D培養(yǎng)48
• 3.2.3 基于Alginate-HA的細胞3D培養(yǎng)48-49
• 3.2.4 蘇木精-伊紅染色(H.E.染色)49-50
• 3.2.5 酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)50-52
• 3.2.6 免疫熒光染色法(IF)52-53
• 3.2.7 熒光素酶法測定caspase-3含量53-54
• 3.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析54-55
• 3.3 實驗結果55-67
• 3.3.1 細胞形態(tài)學分析55-57
• 3.3.2 腫瘤惡性表型生長因子表達分析57-59
• 3.3.3 EMT過程分子標志物的表達59-67
• 3.4 基于Alginate-HA的3D培養(yǎng)的細胞具有更強的凋亡耐受性67-69
• 3.5 小結與討論69-71
• 第四章 體內(nèi)外模型藥效學一致性評價71-83
• 4.1 前言71-72
• 4.2 實驗部分72-75
• 4.2.1 實驗儀器及試劑72-73
• 4.2.2 裸鼠移植瘤模型的建立及抗腫瘤藥物對其抑制作用研究73
• 4.2.3 免疫組織化學法(IHC)73-74
• 4.2.4 凋亡蛋白表達量測定74-75
• 4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析75
• 4.4 實驗結果75-81
• 4.4.1 抗腫瘤藥物對PC3細胞裸鼠移植瘤的抑制作用75-77
• 4.4.2 免疫組化陽性率分析77-79
• 4.4.3 腫瘤細胞體內(nèi)外培養(yǎng)模型的細胞凋亡情況分析79-81
• 4.5 小結與討論81-83
• 總結與展望83-85
• 參考文獻85-95
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文與專利95-97
• 致謝97

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