纳米自组装短肽肿瘤细胞三维培养模型的建立及药物敏感性检测

纳米自组装短肽具有独特的序列特征，并可进行功能化修饰。以纳米自组装短肽RAD16-I为肿瘤细胞体外三维培养的支架，建立自组装短肽三维肿瘤细胞培养模型。通过对肿瘤细胞形态学、组织学分析及细胞外基质蛋白（Laminin和Fibronectin）表达、血管生成因子（VEGF、bFGF和IL-8）分泌、细胞黏附分子（Integrin 亚单位、N-cadherin和E-cadherin）表达和肿瘤表型相关基因（Ki67、b-catenin和caspase 3）表达分析，并进行抗癌药物敏感性检测，从细胞和分子水平上研究在纳米自组装短肽三维细胞培养支架上肿瘤细胞的生物学特征，并与传统的二维细胞培养、Matrigel及胶原蛋白三维细胞培养体系及动物体内试验进行比较，为建立标准化的肿瘤细胞三维培养模型提供实验基础及理论依据，也为今后肿瘤细胞发病机制的研究、抗癌药物的筛选及肿瘤多药耐药机制的研究提供一种新型的

纳米自组装短肽具有独特的序列特征，并可进行功能化修饰。本研究以纳米自组装短肽RADA16-I为肿瘤细胞体外三维培养的支架，建立自组装短肽三维肿瘤细胞培养模型，从细胞和分子水平研究在纳米自组装短肽三维细胞培养支架上肿瘤细胞的生物学特征，并与传统的二维细胞培养、Matrigel及I型胶原三维细胞培养体系及动物体内试验进行比较，为建立标准化的肿瘤细胞三维培养模型提供实验基础及理论依据。研究发现： RADA16-I溶于水，形成较长纤维结构，在盐溶液中发生自组装后形成较密集的纳米级纤维网孔结构；与Matrigel、胶原蛋白相似，RADA16-I作为细胞外基质有利于肿瘤细胞的粘附和迁移；在不同的三维培养体系中肿瘤细胞形态各异均匀分布于支架中，细胞活性良好，从培养第3天开始聚集成团， RADA16-I中细胞增殖相对较慢，但保持一定增殖速率；在三维培养中位于各支架中央的细胞氧活性随细胞团的增大而减弱；在 RADA16-I三维培养体系中肿瘤细胞所表达的细胞外基质蛋白、血管生成因子、细胞粘附分子、肿瘤表型相关因子及药物敏感试验结果与Matrigel、胶原蛋白培养体系类似。动物体内试验发现，对于卵巢癌细胞RADA16-I组所形成的肿瘤明显小于Matrigel组，而与I型胶原组类似；肝癌细胞与支架材料混合各组无明显差别。研究结果表明：与Matrigel、I型胶原培养体系类似， RADA16-I三维培养体系能较好维持肿瘤细胞生物学特性。该研究为当前肿瘤生物学研究提供一种新型实验手段，也为后续人工设计合成的纳米自组装材料在肿瘤学研究中的应用奠定了理论和实验基础。