一種簡易的體外分析腫瘤細胞三維遷移行為的醫學研究微裝置

摘要：目的發展并驗證一種體外分析腫瘤細胞在細胞外基質中三維(3D)遷移行為的醫學研究微裝置。方法利用精密機械加工方法制作微裝置模具,通過聚二甲基硅氧烷(PDMS)澆筑、翻模和封裝得到基于PDMS-玻璃材質的腫瘤細胞3D遷移分析裝置;分析時,將腫瘤細胞懸液和基質膠混勻后加入微裝置遷移通道,通過在遷移通道兩側建立趨化因子濃度梯度誘導腫瘤細胞在基質膠中的可控遷移,同時利用活細胞動態成像裝置記錄腫瘤細胞的遷移過程。結果以乳腺癌細胞株MCF-7為例,驗證了該微裝置在體外控制和動態監測腫瘤細胞3D遷移過程的可行性;定性分析影像學數據顯示MCF-7細胞株在基質膠中遷移受化學誘導劑濃度梯度分布方向決定,且呈變形蟲樣遷移模式;定量分析細胞遷移過程可量化MCF-7的細胞遷移率和遷移速度,基質金屬蛋白酶抑制劑(巴馬司他)和三磷酸腺苷酶抑制劑(Blebbistation)對MCF-7細胞3D遷移行為的抑制能力存在差異。結論本裝置未來可用于深入解析腫瘤細胞3D遷移行為、機制和抗腫瘤轉移藥物的藥效評估。