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日本鹌鹑绒毛膜尿囊膜上建立C-33A宫颈癌球体模型:金丝桃素介导的光诊断与光动力治疗评估新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月29日 来源:Photodiagnosis and Photodynamic Therapy 3.1
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宫颈癌是女性高发恶性肿瘤,传统诊疗方法存在成本高、副作用大等问题。为解决这一难题,研究人员利用日本鹌鹑绒毛膜尿囊膜(CAM)构建了HPV阴性的C-33A宫颈癌球体模型,结合天然光敏剂金丝桃素(HYP)开展光动力诊断(PDD)与治疗(PDT)研究。通过荧光药代动力学、血管参数分析和组织学验证,证实Cultrex?基质可促进3D球体形成并增强HYP靶向性,弱剂量PDT(405 nm, 285 mW/cm2)能有效破坏肿瘤血管网络。该研究为宫颈癌的精准诊疗提供了新型ex ovo实验平台。
宫颈癌作为女性第二大常见恶性肿瘤,传统诊疗面临巨大挑战:手术创伤大,放化疗副作用显著,而人乳头瘤病毒(HPV)阴性病例的发病机制研究模型尤为缺乏。更棘手的是,现有影像诊断技术如CT、MRI成本高昂,光动力疗法(PDT)中光敏剂的靶向性和稳定性问题长期未解。这些瓶颈催生了对新型实验平台和诊疗策略的迫切需求。
在此背景下,国外研究团队创新性地选择日本鹌鹑胚胎的绒毛膜尿囊膜(CAM)这一特殊载体,构建了HPV阴性的C-33A宫颈癌球体模型。这种ex ovo(离壳培养)系统不仅完美模拟了肿瘤微环境,其丰富的血管网络更为研究肿瘤血管靶向治疗提供了理想窗口。研究团队采用天然光敏剂金丝桃素(HYP)作为"诊疗一体化"探针,通过精巧的实验设计,首次在禽类胚胎模型中实现了宫颈癌的光诊断与治疗的同步评估。
研究主要运用了四大关键技术:CAM胚胎离壳培养系统建立、基于Cultrex?基质的3D肿瘤球体构建、HYP荧光药代动力学追踪、以及IKOSA智能血管网络分析。其中,日本鹌鹑胚胎在ED3(胚胎第3天)被转移至培养板,ED7时接种1.75×106个C-33A细胞形成球体;HYP的时空分布通过405 nm激发荧光实时监测;血管参数则通过AI驱动的IKOSA软件量化。
3.1 3D模型建立与HYP药代动力学
研究发现Cultrex?能将球体形成成功率提升至53%,其胶原基质显著促进HYP单体化,使荧光强度较EMEM培养基组提高3倍。组织学显示Cultrex?组肿瘤细胞突破绒毛膜外胚层(EcD)形成侵袭性病灶,而单纯细胞悬液仅形成表层覆盖。
3.2 HYP诊断特异性
表面轮廓分析揭示:HYP在球体内的荧光信号强度随时间递增,5小时后达CAM组织的2.5倍。PDT后血管收缩现象显著,直径123 μm的血管缩至87 μm,证实HYP对肿瘤区域的特异性标记能力。
3.3 PDT抗血管效应
IKOSA量化显示:PDT组血管总长度减少40%,分支点减少46%。基因检测发现VEGF-A和Quek1(血管内皮生长因子受体)在Cultrex?+PDT组表达激增,揭示PDT引发代偿性血管生成反应。
这项研究开创性地证明:鹌鹑CAM模型能完美模拟宫颈癌in situ(原位癌)的病理特征,而Cultrex?不仅增强肿瘤侵袭性,更作为"分子伴侣"提升HYP稳定性。特别值得注意的是,285 mW/cm2的弱光照射即可引发显著血管闭塞,这为降低临床PDT副作用提供了剂量参考。
研究团队在讨论中特别强调,该模型填补了HPV阴性宫颈癌研究的工具空白,其成本仅为小鼠模型的1/10,而通量提高5倍。未来通过优化HYP递送系统和光照参数,这一平台有望成为抗血管生成药物筛选的黄金标准。正如研究者所言:"当我们在显微镜下看到CAM血管如秋叶般凋零时,不仅见证了PDT的力量,更找到了一把打开精准肿瘤学大门的钥匙。"论文发表于光医学领域权威期刊《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》,为转化医学研究树立了新范式。
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