开放式微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建

构建了一种具有自动形成细胞培养阵列和多步骤灵活操作特点的开放式微流控芯片。此芯片具有3层复合式结构:底层为微通道贯穿的细胞培养池阵列,顶层是开放式培养池,二者之间为一层纳米孔薄膜。纳米孔薄膜具有"透气阻水"的特性,既起到止流阀作用实现液体自动分配,又允许跨膜扩散,模拟血管内皮层扩散屏障结构。结合移液工作站,开放式微流控芯片可以完成细胞换液、药物处理和细胞活力测试等一系列分析步骤。本研究以乳腺癌细胞为模型,在芯片上90 s内可构建包含三维细胞培养和仿真血管内皮的10×10肿瘤组织微阵列。形态学和免疫组织化学检测证实了芯片肿瘤组织的仿真效果。抗肿瘤药物测试结果表明,这种开放式微流控组织阵列芯片允许在仿真条件下进行包含复杂操作步骤的细胞实验,是细胞研究的有利工具。     

多层纸芯片培养体系研究外泌体介导的乳腺癌细胞-肺成纤维细胞相互作用

采用多层纸芯片共培养体系研究了外泌体介导的乳腺癌细胞-肺成纤维细胞相互作用。多层纸芯片体系包含接种乳腺癌细胞成份的肿瘤层,接种肺成纤维细胞的招募层,以及上述两层之间的侵袭层。叠加多层纸芯片形成包含乳腺癌细胞和肺成纤维细胞的三维共培养体系,而拆解多层纸芯片则逐层检测细胞,因而可以从时间和空间角度解析细胞间相互作用。研究了在肿瘤层接种乳腺癌细胞或固定乳腺癌细胞来源的外泌体,发现二者同样可以诱导招募层的肺成纤维细胞转化为肿瘤相关成纤维细胞。之后,在招募层种植外泌体诱导的肿瘤相关成纤维细胞,其显示出较原生细胞更强的乳腺癌细胞招募作用。研究结果表明,转移前微环境的形成主要在于肿瘤外泌体介导的宿主器官成纤维细胞转化,而宿主器官微环境的改变反之招募肿瘤细胞定向迁移。