电极与三维肿瘤支架的阻抗药物反应比较
在电极上的 U-87 MG 和 CaCo-2 三维球状体中测多频阻抗，并以染色检查部分 Nutlin-3a 反应的生物学含义。
用途与模型
- 研究用途
- 追踪三维肿瘤培养物的整体电信号及药物相关变化。
- 模型与细胞来源
- U-87 MG GFP 表达细胞系和 CaCo-2 结直肠腺癌细胞系；16 电极平台，穹顶支架支持细胞团块、塔状支架保护参照电极；无微流体流路。
- 方法版本
- 2025 年 U-87 MG/CaCo-2 球状体多频阻抗与染色比较
- 实验形式
- 球状体形成 48 或 96 小时后，Nutlin-3a 30 µM 处理 3/24 小时；96 小时模型另测 10/15/20 µM。频率 10 Hz–100 kHz，重点 3.6/10/27.7 kHz。CaCo-2 形成 96 小时后 15 µM 索拉非尼处理 3/24 小时。
材料与平台
- 培养与电学
- 三维微支架、多电极阵列及培养腔室；外部或受保护的内部铂参照电极，PalmSens EmStat4S/PSTrace 5.9。
- 药物
- Nutlin-3a 和索拉非尼。
- 互补检测
- EthD-1 膜完整性、p53 染色和共聚焦图像；细胞去除后无细胞基线。
测量指标与分析
- 多频阻抗及归一化细胞指数
- 二维与三维条件中响应电极比例
- 3/24 小时 EthD-1 和 p53 阳性比例
- 7 天培养物核心死亡相关信号
以无细胞及处理前信号为参照，按形成时间、药物浓度和处理时间比较阻抗；用染色和结构观察解释其对应关系。研究以 3 次独立实验的均值±标准差报告多数结果，电极和球状体子集另列数量。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较二维与三维培养中具有显著阻抗变化的电极比例。
- 测试范围
- 二维 16、三维 26 个电极。
- 参照体系
- 48 小时培养后的二维和支架三维条件。
- 研究结果
- 响应电极 13%±4% 与 81%±10%。
适用条件与研究局限
- 电极为测量单元，模型为细胞系。
实验条件比较
- 研究设计
- 比较 Nutlin-3a 处理的阻抗及染色时间变化。
- 测试范围
- 96 小时 U-87 MG 三维模型；30 µM、3/24 小时。
- 参照体系
- 处理前或无药参照及不同处理时间。
- 研究结果
- 3 小时阻抗下降但 EthD-1/p53 增加未显著；24 小时 EthD-1 约 48.6%±6.7%、p53 约 35.6%±6.8%。
适用条件与研究局限
- 阻抗可受细胞脱离、接触和结构变化影响，3 小时信号未与死亡染色同步。
- 整体信号不解析单细胞，未作等效电路拆分。
实验条件比较
- 研究设计
- 在第二细胞系模型评价药物相关阻抗响应。
- 测试范围
- CaCo-2 三维培养 96 小时，15 µM 索拉非尼。
- 参照体系
- 处理前与处理 3/24 小时。
- 研究结果
- 24 小时归一化细胞指数下降约 37%。
适用条件与研究局限
- 细胞指数降低约 37%，这一指标描述培养物的电学变化。
- 未纳入患者来源模型或完整免疫与基质共培养。
来源与原文
- High-throughput impedance monitoring in 3D tumor cultures: a multiplex, microfluidic-free platform for drug screening原始研究 · Lab on a Chip · 2025-07-17