采用电纺丝纳米纤维材料为支架体外构建三维肿瘤组织的实验研究

体外再造三维肿瘤组织对揭示肿瘤发生机制与肿瘤化疗药物筛选具有重要的科学研究价值。鉴于天然组织中细胞外基质（ECM）蛋白直径为纳米级，基于仿生学原理，应用电纺丝纳米纤维制备技术有望研制出真正"仿生"的ECM支架材料，具有广泛应用前景。本项目拟首先研制胶原或PLGA电纺丝纳米纤维支架，并以乳腺癌、前列腺癌原代培养肿瘤细胞、肿瘤细胞系以及肿瘤干细胞为种子细胞，应用组织工程技术在体外再造三维肿瘤组织，采用组织学、免疫组化、电镜等方法检测肿瘤细胞在支架内的增殖、细胞之间相互作用及粘附分子表达等情况；在此基础上，检测再造肿瘤组织侵袭能力、对化疗药物的反应性以及血管发生相关因子的分泌情况，对其生物学特性进行评价，并针对应用再造肿瘤组织作为化疗药物筛选模型的可行性进行研究。本项目可为肿瘤发生、发展的机制以及化疗药物筛选提供更能模拟体内肿瘤生长特性的肿瘤三维生长模型系统，具有重要的研究意义和广泛的应用前景。

体外再造三维肿瘤组织对揭示肿瘤发生机制与肿瘤化疗药物筛选具有重要的科学研究价值。鉴于天然组织中细胞外基质（ECM）蛋白直径为纳米级，基于仿生学原理，应用电纺丝纳米纤维制备技术有望研制出真正“仿生”的ECM支架材料，具有广泛应用前景。本项目拟首先研制电纺丝纳米纤维材料作为支架，并以肿瘤细胞作为种子细胞，应用组织工程技术在体外再造三维肿瘤组织，探讨电纺丝纳米纤维材料构建三维肿瘤组织的可行性；并以构建的肿瘤组织为模型，体外研究肿瘤组织中细胞之间相互作用、粘附分子表达情况、侵袭能力等生物学特性。.本课题进展顺利。研究期间与合作单位共同研制了PLGA、RGD-PCL电纺丝纳米纤维材料，并对其生物物理学特性及生物相容性等进行了评价；培养和鉴定了乳腺间质细胞Telocytes,这种细胞对肿瘤的发生、生长和侵袭能力具有重要影响；利用PLGA、RGD-PCL纳米纤维材料为支架，乳腺癌细胞及乳腺间质细胞为种子细胞，体外构建了乳腺癌三维组织模型，并对模型中细胞之间的相互作用，细胞基质形成及肿瘤侵袭能力等方面进行了探讨。.结果表明，1、研制的PLGA电纺丝纤维致密而均匀，表面光滑，直径约为0.5278±0.0486 nm。RGD-PCL电纺丝纤维粗细不一，且较为疏松，均一性稍差。采用电纺丝纤维培养的细胞与二维培养相比，死亡细胞较少，细胞在纺丝材料表面生长状态良好，并有细胞外基质表达。2、分离培养的Telocytes具有典型的形态学特征：极细长的细胞突起，呈串珠样延长；亚甲蓝染色阳性；CD34，vimentin，CD117/c-kit等免疫组化染色阳性。在三维培养条件下，添加的乳腺间质细胞对乳腺癌细胞的增殖有一定的促进作用。3、采用MCF-7和EMT6及乳腺间质细胞为种子细胞，PLGA和RGD-PCL电纺丝纳米纤维及胶原/Matrigel凝胶为支架材料，构建了三维乳腺癌组织。乳腺癌细胞在三维构建组织中自组装形成巢状结构，特别是添加了间质细胞的三维组织中，其形成的巢状结构类似于体内结构。间质细胞参与了乳腺癌细胞的自组装形成组织的过程，并能促进乳腺癌细胞的增殖，减少凋亡。另外我们还对促进肿瘤转移的基因Mag-1进行了研究，发现Mag-1高表达可促进肿瘤的增殖，并有利于肿瘤早期转移。.本项目可为研究肿瘤发生、发展机制以及化疗药物筛选提供三维模型系统，具有重要的研究意义和广泛的应用前景。