HCT116 球状体阵列在共享培养液中安排不同大小与组成,以处理前面积、未处理参照及药物后的生长变化进行比较。
HCT116 球状体阵列在共享培养液中安排不同大小与组成,以处理前面积、未处理参照及药物后的生长变化进行比较。(NAMs China)

同一培养孔里保留多个局部环境

意大利国家研究委员会(National Research Council of Italy)与博洛尼亚大学(University of Bologna)等机构的团队,将可编程生物打印与柔软的微结构培养装置结合,在标准培养孔中安排多个球状体。不同球体共享培养液,又可具有不同大小、细胞组成和空间位置。

这与每孔只有一个球体,或所有球体都由同一种混合细胞随机形成的情况不同。研究希望把局部细胞组合和更大尺度的排列分别控制,再观察它们怎样影响生长与药物反应。

先检查球体大小和细胞组成是否按设计形成

团队用 HCT116 结直肠癌细胞建立同等大小或梯度大小的球体阵列,并用两种荧光标记细胞形成不同组成。原文的图像与面积分析显示,球体能够按预设的大小和组成排列。

在无药条件下,较小球体通常生长更快。研究因此比较处理前后的面积比值,再分析各起始大小下药物组与未处理组的生长差别。

氟尿嘧啶抑制生长,但没有完全阻止球体扩大

研究以氟尿嘧啶进行概念验证,比较不同初始大小球体在处理前后的面积及相应未处理组。药物处理后球体的生长减慢,但终点面积仍大于处理前。

较小球体的药物处理组与未处理组差别更明显。论文讨论了生长速度和药物进入结构内部等可能原因,但没有通过这一面积比较分别确定各因素的贡献。

主文还报告,紫杉醇比较中也观察到较小球体生长抑制更明显的趋势。两类药物结果仍属于当前细胞系与体外条件的比较。

后加入巨噬细胞,检验共培养组成

另一项实验在已形成的 HCT116 球状体中加入不同数量、由 THP-1 单核细胞系分化的巨噬细胞,并结合荧光与遗传变异比例观察两类细胞。这一实验展示了在不同时间加入细胞、调整共培养组成的能力。

这项共培养实验的观察重点是荧光分布与细胞特征突变的比例;药物响应另在 HCT116 大小梯度球体中比较。

患者来源模型和个体化药筛仍是后续方向

论文提出未来加入患者材料、更多基质与高内涵成像,但当前主要结果来自细胞系球状体。共享培养液和可控排列有利于研究局部相互作用,仍不能完整重现人体的循环、代谢和多器官功能。

对药物研发而言,这项研究提供的是一个可检验球体大小、组成和相互影响的体外设计。其临床预测价值,需要在实际患者材料及匹配结局中继续验证。

来源与延伸阅读

  1. Advanced Healthcare Materials. A Hybrid Bioprinting–Microfabrication Approach to Controllable Multitype Spheroid Arrays for Modeling Tumor Heterogeneity. 2026-09-20. doi:10.1002/adhm.71725. ↗