HCT 116 微组织的重力芯片动态暴露比较
在重力驱动芯片中比较星形孢菌素逐渐下降与恒定浓度对肿瘤微组织的作用。
用途与模型
- 研究用途
- 研究暴露时程如何改变凋亡相关酶活性、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）信号和微组织生长；5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）用于独立核对下降浓度曲线。
- 模型与细胞来源
- HCT 116 人结直肠癌细胞系形成的球状微组织，起始约 300 个细胞、直径约 200–250 μm。
- 方法版本
- 2019 年不对称 Y 分支与同芯片恒定参照版本
- 实验形式
- 同一芯片内设动态给药通道与恒定参照通道，每通道 6 个微组织位置，通过反复倾斜驱动流动。
材料与平台
- 暴露条件
- 星形孢菌素动态组从 0.75 μM 逐渐下降，恒定组维持 0.75 μM；另设未加化合物的芯片与静态对照。
- 曲线核对
- 染料用于角度/曲线调节，5-FU 浓度用液相色谱质谱检查；该步骤与星形孢菌素效应比较分开。
- 检测
- 5 小时和 24 小时的半胱天冬酶 3/7 活性、CellTiter-Glo 3D ATP 信号及明场形态。
测量指标与分析
- 半胱天冬酶 3/7 活性
- 细胞内 ATP 信号
- 微组织形态和生长
- 5-FU 实际浓度时程
在同起始浓度条件下比较动态与恒定暴露。凋亡相关酶活性按相应时点静态对照归一化，ATP 和形态另行解释。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 同芯片内动态与恒定工具化合物暴露，并设置灌流及静态未处理对照。
- 测试范围
- 单一人结直肠癌细胞系；方法记每条件 2–4 个芯片，Fig6 结果为每条件 6–12 个微组织。
- 参照体系
- 0.75 μM 恒定暴露、由同浓度开始下降的动态暴露、灌流和静态未处理组。
- 研究结果
- 5 小时两种暴露均提高凋亡相关酶活性，恒定组更高；24 小时动态组信号接近对照。动态组 ATP 随时间增加，恒定组几乎不增加。
适用条件与研究局限
- 两组的浓度—时间曲线下面积不同。
- 星形孢菌素是研究用工具化合物，模型为细胞系微组织；未形成患者反应预测。
- 浓度最终趋于高于 0 的平衡，不能完整再现人体药物清除。
来源与原文
- Tubing-Free Microfluidic Microtissue Culture System Featuring Gradual, in vivo-Like Substance Exposure Profiles原始研究 · Frontiers in Bioengineering and Biotechnology · 2019-04-02