2 株细胞系在同一种水凝胶中形成三维模型
美国维克森林大学医学院(Wake Forest University School of Medicine)等机构用甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)建立三维膀胱癌模型。研究比较 HTB-9 与 UM-UC-3 2 株既有细胞系,其原始肿瘤分级分别为 2 级和 3 级。
团队将细胞混入 8% GelMA,以光交联形成小型构建体。三维打印用于制作塑料模具,含细胞的水凝胶在模具内成形。2 株细胞采用相同基质和培养框架,便于比较细胞排列、增殖与药物反应。
细胞聚集方式和增殖标志随培养时间变化
HTB-9 在第 4–14 天逐渐形成较清楚的细胞团,团块大小和数量增加;UM-UC-3 在同一基质内主要呈较分散的分布。组织切片显示 2 种构型的差别。
Ki-67 染色在 HTB-9 细胞团中较明显,UM-UC-3 的增殖标志整体较少。上皮相关标志 EpCAM 也呈不同分布,作者讨论了这些形态与细胞状态的联系,但未在本研究中直接检验上皮—间质转化机制。
AlamarBlue 检测显示,UM-UC-3 在第 1–7 天的代谢活性信号较稳定,随后在第 10–14 天升高;HTB-9 的早期信号下降,约第 7–14 天再升高。培养到第 21 天,GelMA 出现明显降解,组织排列也随之改变。本文的药物试验安排在成形后第 2–5 天,处于这段结构明显改变之前。
HTB-9 对化疗药的存活信号下降更明显
研究在形成模型后的第 2 天加药,持续暴露 72 小时。顺铂、多柔比星、吉西他滨和研究级激酶抑制剂 LCI139 分别设置多个浓度,每个条件使用 5 个三维构建体。
检测使用 AlamarBlue,以细胞还原染料产生的荧光反映代谢活性,并相对于未加药对照计算存活信号。5 μM 顺铂使 HTB-9 的信号下降约 61%,UM-UC-3 下降约 20%;10 μM 时,两者分别下降约 83% 和 18%。
其他药物也显示明显差别。1 μM 多柔比星使 2 株模型的信号分别下降约 74% 和 17%;1 μM 吉西他滨分别下降约 76% 和 6%。LCI139 在 1 μM 时分别下降约 85% 和 26%,提高到 5 μM 后分别下降约 86% 和 37%。
药后组织切片补充了代谢检测。HTB-9 的细胞团减少,结构破坏较明显;UM-UC-3 多数仍保留较完整的分散细胞排列。这些结果共同显示,当前培养条件下 HTB-9 对所测药物更敏感。

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当前模型仅包含 2 株肿瘤细胞系
作者将 HTB-9 的聚集及增殖特征,与其较强药物反应共同讨论,也提出 GelMA 的结构和降解过程可能改变细胞生长及药物接触。本文未直接测量基质内的药物浓度或证明某种结构造成耐药。
本次模型仅含 2 株肿瘤细胞系,尚未加入成纤维、免疫或血管细胞。患者来源培养、微环境共培养和更多分级样本是作者提出的后续方向。现有实验比较 2 种细胞背景的体外表现,尚未提供患者配对药敏或治疗结局。此外,方法部分给出的细胞密度与构建体体积,与“每构建体 100,000 个细胞”的标注不一致,论文未解释这个差别。