关键词:
3D细胞培养
药物评价
共培养
肿瘤微环境
摘要:
目的 建立肠癌和黑色素瘤细胞3D培养模型,用于研究细胞耐药及免疫逃逸。方法 采用水凝胶包埋法建立3D培养体系,将人结肠癌细胞系HT29或HCT116和人恶性黑色素瘤细胞系A375与基质胶混合后接种于超低吸附培养板,培养形成结构致密、大小均一的3D肿瘤球体。将不同浓度的奥沙利铂或顺铂分别作用于肠癌细胞系和肺癌细胞系A549的2D单层细胞与3D球体模型,使用CCK-8与CellTiter-Glo?3D发光法平行测定肠癌细胞活力,通过剂量-反应曲线计算半数抑制浓度(IC50);通过免疫荧光及CellTiter-Glo?3D发光法细胞活力检测评估免疫细胞——细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)及与Nivolumab联用时对黑色素瘤细胞或3D肿瘤球体的杀伤效果;通过ELISA法检测黑色素瘤细胞或3D肿瘤球体培养上清中的白细胞介素10(interleukin-10, IL-10)、转化生长因子β(transforming growth factor β,TGF-β)表达水平。结果 相较于传统2D单层培养,3D培养的肠癌细胞对多种临床常用药物均表现出更强的耐药性,奥沙利铂处理下,HT29细胞的IC50从2D培养的3.52μmol/L升至3D的17.61μmol/L(约5倍),HCT116细胞从3.67μmol/L升至9.46μmol/L(约2.6倍);顺铂处理下,A549细胞的IC50从4.67μmol/L升至28.38μmol/L(约5.1倍),H1299细胞的IC50从29.5μmol/L升至131.2μmol/L(约4.4倍)。结果表明,基于水凝胶的3D肿瘤球体模型能一致性地模拟出更强的耐药表型。3D模型可以更真实地模拟体内免疫微环境,当与活化的CTL细胞共培养时,黑色素瘤3D肿瘤球体显示出更强的物理抵抗,需与Nivolumab协作才能起到明显杀伤效果。黑色素瘤3D肿瘤球体内部还通过分泌IL-10、TGF-β等免疫抑制性因子,来削弱免疫细胞的杀伤功能。结论 3D肠癌和黑色素瘤模型能更好地模拟体内肿瘤耐药和免疫逃逸机制,为药物研发和联合免疫治疗策略提供新的评价方法。