双动态共价键交联的光聚合水凝胶研究喉鳞癌细胞在不同黏弹性基底的增殖机制

目的头颈部鳞状细胞癌是全球第六大最常见的上皮性恶性肿瘤,在喉癌发展过程阶段中癌症组织的力学环境会发生变化,这种变化体现在细胞外基质的储存模量和松弛模量的明显改变上。具有不同黏弹性的水凝胶可以很好模拟癌症组织的力学环境,是研究肿瘤细胞的研究肿瘤细胞增殖机制的极佳基底材料。方法在明胶上接枝了硼苯酸与甲基丙烯酸酐,对结冷胶进行了不同程度的氧化,通过光交联方式制备了一种新型的双动态共价交联水凝胶。通过调节改性明胶与氧化结冷胶的组分,来控制水凝胶中动态亚胺键和动态硼酸键数量以产生不同黏弹性的水凝胶。使用核磁共振氢谱,红外光谱,SEM表征了水凝胶结构,测定了水凝胶的流变学特征,和应力松弛等机械特性。之后通过2D与3D的培养方式观察喉鳞癌细胞的表型差异,使用转录组测序与q PCR探究增殖机制。结果在不同的组分的水凝胶里,改性明胶的含量越高其储存模量越高,氧化结冷胶含量越高其损耗模量越高。在储存模量一定的前提下,损耗模量较高会显著促进喉鳞癌细胞增殖,Tgfβ表达量显著提升。结论双动态共价键水凝胶能够精确调节自身黏弹性,同时具有损耗模量的力学环境能够加快喉鳞癌细胞增殖。