胶质母细胞瘤的体外三维模型中氧浓度对细胞功能的调控作用

缺氧是肿瘤微环境的典型特征,是影响细胞行为和肿瘤进展的最关键因素之一。然而,目前尚缺乏能够精确模拟体内脑肿瘤组织的模型,这阻碍了研究缺氧对肿瘤细胞进展和生长的影响。在一项研究中,通过将U87MG(U87)细胞包埋在含有I型胶原的水凝胶中,制造了三维(3D)脑肿瘤模型。进一步分析了培养环境中不同氧气浓度(1%、7%和21%)对U87细胞形态、增殖、存活率、细胞周期、凋亡率和迁移的影响。最后,本研究进一步比较了二维(2D)和三维培养对细胞的影响。为了进行比较,使用在平板培养皿中培养的细胞作为对照(2D模型)。在3D模型中培养的细胞增殖较慢,但凋亡率和静息期(G0期)/间隙I期(G1期)细胞比例高于在2D模型中培养。此外,这两种模型产生了明显不同的细胞形态。最后,缺氧(如1%氧气)影响了细胞形态,减缓了细胞生长,降低了细胞存活率,并增加了3D模型中的凋亡率。这些结果表明,构建的3D模型对于研究生物和化学因素对细胞形态和功能的影响是有效的,并且比2D培养系统更能代表真实的肿瘤微环境。所建立的胶质母细胞瘤3D肿瘤模型还可适用于药理学和病理学的其他研究。