香豆素集成纳米纤维支架在ITO电极上的三维细胞传感器用于胶质母细胞瘤分析

《Sensors and Actuators B: Chemical》：Three-dimensional cytosensor for glioblastoma cell analysis using coumarin-integrated nanofiber scaffolds on ITO electrodes

本文开发了一种基于聚丙烯腈（PAN）纳米纤维支架的三维（3D）平台，结合香豆素（C500）修饰和细胞外基质（纤维连接蛋白/FN1、胶原蛋白IV/COL10）功能化，用于胶质母细胞瘤（U-87 MG和LN-18细胞）的3D培养及电化学检测。该平台通过荧光显微镜、H&E染色和电化学测量（LOD低至12 cells/mL）证实其能有效模拟肿瘤微环境，为抗癌药物筛选和临床前研究提供了新型体外模型。

　　

Highlight

用于创建自组织三维共培养系统（称为类器官）的方法已被开发用于探究生理和病理生理过程[37], [38]。在癌症研究中，类器官系统可作为结直肠癌[39], [40]、乳腺癌[41]、肝细胞癌和胆管癌[42]、胰腺癌[43]以及胶质母细胞瘤[44]的模型。类器官系统反映了肿瘤结构、微环境梯度以及肿瘤细胞异质性[44]。尽管类器官具有诸多优势，但其培养仍面临挑战。

Discussion

创建自组织三维共培养系统（称为类器官）的方法已被开发用于探究生理和病理生理过程[37], [38]。在癌症研究中，类器官系统可作为结直肠癌[39], [40]、乳腺癌[41]、肝细胞癌和胆管癌[42]、胰腺癌[43]以及胶质母细胞瘤[44]的模型。类器官系统反映了肿瘤结构、微环境梯度以及肿瘤细胞异质性[44]。尽管类器官具有诸多优势，但其培养仍面临挑战。

Conclusions and Future Directions

本研究开发了一种支持胶质母细胞瘤细胞系生长的三维平台，用于评估胶质母细胞瘤治疗中潜在的抗癌候选药物，并通过电化学测量监测细胞表现。所开发的模型具有模拟胶质母细胞瘤肿瘤微环境的能力，能够在更接近自然的环境中观察细胞粘附、增殖和表型变化。研究发现，在纤维连接蛋白（FN1）和胶原蛋白IV（COL10）等功能性细胞外基质（ECM）成分的辅助下，细胞在三维纳米纤维支架上的存活率和形态组织得到显著增强。未来，该平台有望通过进一步优化，用于基于患者来源肿瘤样本的化疗反应评估。