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微流控博升娱乐单细胞克隆构成抑制实行用于乳腺癌干细胞特异性药物挑选

大批研讨结果提示,肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)是肿瘤发生、生长、转移的决议要素,也是招致治疗失败的紧张缘故缘故原因。传统肿瘤治疗标领如放疗和化疗,并不克不及彻底扫除肿瘤干细胞并且会对正常布局构成损害。鉴于上述终究,针对肿瘤干细胞的靶向扫除要领已成为近期肿瘤治疗的一种新策略。肿瘤干细胞特异性药物挑选敷衍肿瘤干细胞靶向治疗具有告急价钱。但是,肿瘤干细胞含量奇异且疏散后干性难以维持,这敷衍基于肿瘤干细胞的药物挑选带来了极大的寻衅。针对该标题,华南理工大学附属广州市第一人民医院查验医学研讨室暨广东省微流控博升娱乐医学诊断工程技术研讨中心报导了一种基于微流控博升娱乐的单细胞克隆构成抑制实行。相关研讨论文被《Small》杂志吸取,将颁发于该杂志2019年度的微流控特刊。课题组博士研讨生林冬果和硕士研讨生李佩文为论文并列第一作者,刘大渔研讨员为该论文通讯作者。

微流控博升娱乐设计图与实物图 

研讨运用肿瘤干细胞单细胞克隆构成特性,生长基于微流控博升娱乐的单细胞克隆构成抑制实行用于乳腺癌干细胞靶向药物挑选。实行原理是在添加生长因子条件下肿瘤干细胞可以单细胞存活并构成克隆,而别的肿瘤细胞则会失巢凋亡,依此完成肿瘤干细胞分选。这种单细胞克隆构成可以被肿瘤干细胞特异性药物所抑制,因此这种单细胞克隆构成抑制实行可以作为挑选肿瘤干细胞特异性药物的东西。

  研讨设计并加工了一种具有3840单细胞捕捉微池阵列的微流控博升娱乐。微流控博升娱乐上的单细胞捕捉采取尺寸限定策略:博升娱乐的旁路通道宽度30微米,高度10微米,因此只允许液体流过而细胞在此被截获。截获了细胞的旁路通道由于阻力增长,后续细胞不再流入。因此在细胞悬液延续防范进程中单个细胞被依次捕捉于旁路通道构成高密度单细胞阵列。

博升娱乐应用流程 

实行选用MCF-7、MDA-MB-231及T47D三种乳腺癌细胞系,在微流控博升娱乐上完成了单细胞阵列构建、延续(14天)细胞作育、原位荧光呈像阐发以及细胞药物作用实行。实行区分运用紫杉醇、阿霉素、硫链丝菌素和盐霉素作用于博升娱乐单细胞阵列,依据单细胞克隆构成实行结果评价药物对肿瘤干细胞的选择性杀伤作用。

  在优化的条件下,博升娱乐单细胞捕捉遵从达54.2%,相应的单次测试单个肿瘤细胞数量超越跨过2000。捕捉前后细胞直径散布检测结果提示,博升娱乐单细胞捕捉没有尺寸选择性。单细胞阵列中只需大批细胞可以在暂时作育中存活并构成克隆,种种乳腺癌细胞的克隆构成率区分为:MDA-MB-231,5.78%;MCF-7,1.67%;T47D,5.24%。

延续照相表现博升娱乐上单细胞源头肿瘤克隆的构成 

药物测试结果表现,在对应IC50的药物浓度作用下, 硫链丝菌素敷衍MDA-MB-231, MCF-7, T47D三种细胞中的肿瘤干细胞扫除率区分为100%, 97.60%, 和 99.62%, 而盐霉素的肿瘤干细胞扫除率区分为100%, 100% 和 97.07%。图4可见,肿瘤干细胞特异性药物硫链丝菌素和盐霉素的单细胞克隆构成抑制率明白高于传统抗肿瘤药物。别的,肿瘤干细胞特异性药物可以在十分低的浓度下发扬抗肿瘤作用,敷衍正常布局险些没有毁伤。幽默的是,肿瘤干细胞特异性药物敷衍差异模范细胞表现出了明白的差异,这提示差异一样寻常肿瘤中的干细胞信号通路不尽类似,相对应的特异性药物也会有所差异。

三种乳腺癌细胞中csC特异性与非特异性抗肿瘤药物的肿瘤肝细胞扫除率 

综上所述,本研讨生长了一种基于微流控博升娱乐单细胞克隆构成实行的乳腺癌干细胞靶向药物挑选要领。这种博升娱乐要领可以大约高效构建单细胞阵列并以集成化的要领完成整个阐发进程。研讨确认了微流控博升娱乐单细胞克隆构成实行的乳腺癌干细胞靶向药物挑选技艺。实行结果表现,肿瘤干细胞靶向药物可以完全地抑制单细胞克隆构成,而非靶向药物的抑制效应则是局部的。这种微流控博升娱乐单细胞阐发技术具有应用简便、阐发高效的下风,因此是肿瘤干细胞靶向药物挑选的有利东西。

原文因由:

Lin D(林冬果)#, Li P(李佩文)#, Feng J(丰谨), Lin Z(林谆),Chen X(陈晓),Yang N(杨娜), Wang L(王丽辉), Liu D(刘大渔)*.

Screening Therapeutic Agents Specific to Breast Cancer Stem Cells Using aMicrofluidic Single-Cell Clone Forming Inhibition Assay, Small2019,DOI:10.1002/smll.201901001.