腎臟微環境中生物打印神經母細胞瘤**模型

來源：發布時間：2025-06-27

研究人員利用生物打印技術，構建了由 IMR-32 神經母細胞瘤細胞（含 MYCN 和 ALK 基因擴增）與人胚腎 293 細胞及原代人腎成纖維細胞組成的腎臟微環境 3D 模型，該模型通過商用生物打印機的雙氣動擠壓打印頭制作。實驗中，泛巴諾司他（一種組蛋白去乙酰化酶抑制劑）在有效濃度范圍內可選擇性誘導*細胞凋亡，且不影響腎臟細胞，而殺稻瘟菌素對兩種細胞均有細胞毒性。此外，2D 和 3D 培養的細胞敏感性存在細胞類型特異性差異，3D 模型的***窗口更寬，證明了人類 3D 模型在***藥物研究中的價值，此模型可用于測試新***藥物的細胞毒性和**選擇性，其開放支架設計還能自由更換**和微環境細胞類型。

思維導圖

一、研究背景與目的· 背景：當前***藥物研發受限于動物模型中人類*細胞處于異種環境，神經母細胞瘤作為兒童**常見顱外實體瘤，存在化療耐藥和高危患者早期死亡等問題，且腎轉移***進展有限。

· 目的：構建全人源腎臟微環境中的神經母細胞瘤 3D 生物打印模型，用于高效測試***藥物的細胞毒性和**選擇性。二、模型構建與方法· 細胞類型

· *細胞：IMR-32（含 MYCN 和 ALK 基因擴增的神經母細胞瘤細胞）。

· 腎臟微環境細胞：人胚腎 293 細胞、HEK293-GFP 細胞、原代人腎成纖維細胞。

· 生物墨水：6.67% 明膠 + 4.5% 海藻酸鈉，與細胞懸液混合后含 3% 明膠、2% 海藻酸鈉、30 mM CaSO?，細胞濃度 5×10? cells/mL。

· 打印技術：使用 Bio X Cellink 生物打印機，雙氣動擠壓打印頭，構建**（直徑 3 mm）為*細胞、外層（直徑 6 mm）為腎臟細胞的環形結構，打印后用 100 mM CaCl?交聯 10 分鐘。

三、藥物測試結果

· 泛巴諾司他（HDAC 抑制劑）

· 3D 模型：IMR-32 細胞 IC50 在 24-72 小時為 2.1-7.5 nM，HEK293 細胞為 107-509 nM，原代腎成纖維細胞 72 小時 IC50 為 158.9 nM，*細胞敏感性比腎臟細胞高約 2 個數量級，10 nM 即可誘導*細胞凋亡，腎臟細胞*在 1000 nM 時少量死亡。

· 2D 培養：IMR-32 細胞 IC50 為 2.5-4.9 nM，HEK293 細胞為 38.5-40.5 nM，敏感性差異約 1 個數量級。

· 殺稻瘟菌素（***）

· 3D 與 2D：對 IMR-32 和 HEK293 細胞 IC50 值相近，無***細胞類型差異，3D 中 72 小時 IC50 分別為 12.4 μM 和 15.1 μM，2D 中為 3.9 μM 和 5.0 μM。

四、模型優勢與意義

· 與 2D 對比：3D 模型中藥物***窗口更寬，能更準確反映細胞在生理微環境中的反應。

· 生理相關性：使用原代腎成纖維細胞替代 HEK293 細胞，增強了模型的病理生理相關性。

· 應用價值：可區分**特異***物（如泛巴諾司他）和非特異性細胞毒***物（如殺稻瘟菌素），支持個性化***和新藥物開發，遵循 “3R” 原則減少動物實驗。

五、關鍵數據表格