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超分子智能纳米纤维水凝胶用于肿瘤球状模型的生长和释放

癌症体外模型在研究肿瘤的发生与发展等基础研究领域具有重要作用,另外它也为开发新的肿瘤诊断与治疗方法,尤其是抗癌药物的筛选提供了可靠模型。多细胞球状肿瘤模型是一种常见的肿瘤体外3D培养模型,由癌细胞组成,其尺寸通常在几十微米到1毫米之间。这种模型具有许多体内肿瘤组织的特点而被广泛用于肿瘤转移和浸润研究、肿瘤干细胞的体外筛选和抗癌药物的评估等应用中。

 超分子智能纳米纤维水凝胶用于肿瘤球状模型的生长和释放


水凝胶因为富有弹性以及具有多孔性等类似于胞外基质的特性,常用于肿瘤细胞的体外培养。人工分离的胞外基质成分,如胶原蛋白和透明质酸等,含有支持细胞黏附的基团可用于体外肿瘤球状模型培养。然而这些人工分离的胞外基质的物理和化学性质不均一,难以在不同批次的实验中、重复实验结果。为了更好的在体外模拟癌细胞的生长情况,合成具由稳定理化性质支持癌细胞体外生长水凝胶对于球状肿瘤模型体外培养具有重要的意义。

 

超分子智能纳米纤维水凝胶用于肿瘤球状模型的生长和释放


最近,加拿大多伦多大学化学系班廷博士后研究员李云峰博士Eugenia Kumacheva教授等研究人员设计合成一种温度响应超分子水凝胶,这种水凝胶可用于球状肿瘤模型的体外生长与可控释放。利用可逆加成-断裂链转移聚合反应,将具有温度响应性质的聚异丙基丙烯酰胺连接到纤维素纳米晶体的表面。修饰后纤维素纳米晶体溶入生理盐水中,通过提高体系温度,纤维素纳米晶体相互侧向链接形成了三维超分子水凝胶。这种水凝胶与细胞基质的结构和性质相似,具有高温凝胶低温溶解的性质,可用于肿瘤细胞的三维培养。生长在水凝胶中的球状肿瘤的形状、尺寸和生长曲线标准凝胶(Matrigel)培养的球状肿瘤类似。另外,通过降低体系的温度,球状肿瘤细胞可以实现无酶可控释放。这种聚合物修饰的纤维素纳米晶水凝胶在肿瘤的基础研究、临床诊疗和药物筛选方面将具有重要的应用。

 

相关工作发表在Angew.Chem.Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.201610353),原文链接如下,或直接点击最下方阅读原文

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201610353/abstract


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