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3D 肝臓スフェロイドの in vivo 関連表現型により、例えば慢性薬物誘発性肝臓毒性の新規メカニズムの長期研究が可能になります。このシステムを使用して、ヒトおよびマウスの肝細胞スフェロイドにおける新しい薬物誘発性ストレス応答を提示します。この反応では、6471 つの異なる薬物（そのうち 1 つは PPARα アンタゴニスト）による慢性治療後に細長いフィラメントが形成されます。とげの形態は、ドナーと使用される化合物によって異なります。それらは主に、グリコシル化された多様なタンパク質繊維で構成されています。それらの形成は、脂肪酸または抗酸化物質で処理することによって抑制されます。 GWXNUMXでマウスを処理すると、スフェロイドなどの遺伝子およびタンパク質の発現の変化が明らかになりました。さらに、アフラトキシン BXNUMX、パラセタモール、クロルプロマジン、シクロスポリン、ケトコナゾールなどの肝毒性薬剤の治療後にも同様のケラチン発現変化が見られました。我々は、棘の形成は毒性に反応した肝細胞化生を示している可能性があり、肝疾患および慢性薬剤誘発性肝毒性のバイオマーカーとしてのECM由来タンパク質発現の変化、つまり安定して研究できる変化にもっと焦点を当てるべきであることを提案する。スフェロイドなどの生体内に似た肝細胞系。

スフェロイドなどの三次元 (3D) 細胞培養モデルは貴重なデータです。
インビトロで組織や腫瘍の生理機能を模倣するためのツール。重要な側面の 1 つ
回転楕円体の生理学的特徴はそのサイズです。スフェロイドが大きくなるにつれて、完全な
栄養素と酸素のコアへの浸透と代謝産物の除去
ますます制限され、その結果、勾配が生じ、壊死または低酸素状態になります。
インテリア内のゾーン。これは、生体内での腫瘍で観察されるものと同様です。
このため、in vitro の腫瘍モデルとしては、より大きな回転楕円体が好まれることがよくあります。
ただし、壊死したコアは、他の用途では望ましくない可能性があります。
細胞の生存力が必要です。したがって、特性を理解することが重要です
特定のアプリケーションに適切なモデルを選択するために、回転楕円体の最適化を行います。
この研究では、腫瘍スフェロイド内の壊死性コアの存在を分析しました。
の組み合わせを使用して結腸直腸癌細胞 (HCT116) から生成されます。
生死アッセイおよびハイコンテンツイメージング。私たちの結果は、次のことだけを示しました。
直径が 700 マイクロメートルを超える回転楕円体では、顕著な凹凸が見られました。
以前に出版された文献と一致する壊死性コア。さらに、私たちの
アッセイ設計とイメージング方法はシンプルでコスト効率が高く、以下の用途に適しています。
自動化とハイスループットスクリーニング。

NRAS 変異黒色腫患者の治療選択肢には、効率的な標的薬物の組み合わせが不足しており、全体的な無増悪生存が妨げられています。 3D黒色腫モデルを構築するために、細胞を0.25ウェルBiofloat ULAプレートのRPMI培地に3×104細胞/ウェルの密度で播種し、続いてPalbociclibおよびMEKiによる薬物処理を行った。

この研究では、膵管腺癌 (PDAC) における PD-L1/PD-1 を標的とする免疫チェックポイント阻害剤 (ICI) について調査しますが、このような阻害剤の効果は限定的です。腫瘍微小環境 (TME) のマクロファージは腫瘍の進行において重要な役割を果たしており、PD-L1 発現との関連で検査されています。免疫組織化学分析により、PD-L1 は主にマクロファージを含む間質細胞によって発現され、原発 PDAC 組織および肝臓転移における PDAC 細胞によっては発現されないことが示されています。 BIOFLOAT™ 3 ウェル超低接着プレートを使用して PDAC 細胞株、マクロファージ、および CD96+ T 細胞と形成した 8D スフェロイド共培養モデルを使用して、PD-L1 に対する PDAC 細胞応答に対する PD-L1 発現マクロファージの影響を評価します。 PD-1阻害剤。マクロファージにおける強力なPD-L1発現にもかかわらず、この研究では、ICI治療がPDACにおけるCD8+ T細胞の活性化および細胞傷害性表現型を増強しないことが判明した。

この研究では、ヒト幹細胞由来の腹側中脳ドーパミン作動性ニューロン（vmDAN）生成前駆細胞からアストロサイトを分化させるための新しいプロトコルについて議論しています。アストロサイトはパーキンソン病において重要な役割を果たしており、従来のドーパミン作動性ニューロンから研究の焦点を移しています。このプロトコルは人間の脳の発達プロセスを模倣しており、これらの星状細胞の形態学的、分子的、機能的特徴の特徴付けを可能にします。この研究では、新しいカルシウム イメージング データ解析パイプライン deCLUTTER2+ を導入し、これらのアストロ サイトにおける Ca2+ 過渡現象の自発的または合図依存的なパターンについての洞察を提供します。全体として、このプロトコルは、生理学的および疾患条件下でのヒト腹側中脳星状細胞の機能的特性の研究を促進します。生成された神経前駆細胞は、Accutase で解離され、BIOFLOAT™ 96 ウェル超低付着プレートに播種されました。さらに、レーザーと検出器を使用してイメージングが行われ、Fiji ソフトウェアを使用して画像が処理されました。

この研究では、トリプルネガティブ乳がん（TNBC）および非小細胞肺がん（NSCLC）モデルにおける薬剤耐性の克服におけるCBP/EP112ブロモドメイン阻害剤であるI-CBP300の有効性を調査しています。 I-CBP112 は、薬剤耐性に関連するさまざまな ABC トランスポーターの発現を大幅に減少させ、2D および 3D 培養の両方で細胞内薬剤の蓄積と細胞毒性を強化します。この阻害剤の影響は、特定の ABC 阻害剤の複合効果と同様であり、薬物保持を強化するには複数の薬物ポンプを同時に阻害する必要があることを示唆しています。重要なことに、I-CBP112は初代細胞株に対する毒性を示さずにヒトマクロファージの炎症誘発性表現型を誘導するため、薬剤耐性癌に対する化学療法の有望な補助アジュバントとなっている。パクリタキセル耐性 A549 およびドキソルビシン耐性 MDA-MB-231 細胞株のスフェロイドを、BIOFLOAT™ 112 ウェル内で I-CBP96 およびドキソルビシンで処理しました。 U-bottom プレート、1週間後に治療全体を繰り返します。

この研究は、二相肉腫様悪性胸膜中皮腫 (MPM) 細胞株におけるマイクロ RNA 発現プロファイルを調査し、これらのマイクロ RNA に対する化学増感化合物であるブテインの影響を評価することを目的としていました。ナノストリングベースのプロファイリングにより、ブテイン処理後に共通に調節される一連のマイクロRNAが同定されました。具体的には、ブテインは miR-186-5p を介した TWIST1 レベルの調節を誘導し、3D 増殖、シスプラチン耐性、浸潤、生体エネルギーなど、MPM のさまざまな腫瘍形成側面に影響を与えました。 TCGA データの分析により、二相 MPM 標本における miR-186-5p と TWIST1 レベルの間の逆相関が明らかになり、潜在的な翻訳関連性を伴うブテインの化学増感効果に寄与する新規メカニズムが示唆されました。細胞スフェロイドを生成するために、可変数の単一細胞/ウェルを BIOFLOAT TM 96 ウェル プレートに播種しました。

この記事では、腫瘍微小環境の恒常性を破壊することにより癌治療に有望な化学増感剤としてプロプラノロールについて論じています。非選択的ベータ遮断薬であるプロプラノロールは、化学療法に対する抵抗性を克服する可能性が研究されています。この研究では、単層、回転楕円体、生体内マウスモデルなどのさまざまなモデルで、結腸直腸癌細胞に対するプロプラノロールと 5-フルオロウラシルの組み合わせの影響を分析しています。実験では、がん細胞と MRC5 細胞 (1:1) の混合物で共培養スフェロイドを形成し、BIOFLOAT™ 超低接着表面プレートに懸濁しました。結果は、プロプラノロールが低酸素適応機構を破壊し、HIF1αおよび炭酸脱水酵素IXを阻害し、アポトーシスを活性化し、異種移植片の増殖を遅らせることを示しており、腫瘍微小環境の恒常性を破壊する併用療法における化学増感剤としての可能性を示唆している。

薬物排出の増加、細胞修復の強化、薬物代謝や標的の変化など、さまざまな分子機構ががんにおける多剤耐性に寄与します。焦点は、薬物排出を促進し、化学療法耐性を誘導するトランスポーターである ABCG2 にあります。科学者らは、選択的ABCG2阻害剤の開発により化学療法の有効性が高まる可能性があると示唆している。著者らは、新しいABCG2阻害剤(化合物8)を同定し、肝細胞癌およびトランスフェクトされた乳癌細胞株におけるミトキサントロンの細胞毒性を増加させるその能力を実証した。 HEK293 細胞におけるミトキサントロンとの同時投与は、多剤耐性を逆転させる阻害剤の有効性を示しています。多細胞腫瘍スフェロイドに関する実験とプロテオミクス分析により、結果が裏付けられています。 Hep G2 細胞株からの多細胞腫瘍スフェロイド (MCTS) は、faCellitate による超低付着性 BIOFLOAT™ 96 ウェル プレート内で細胞懸濁液を増殖させることによって生成されました。

この論文では、化学物質への曝露による甲状腺ホルモンの破壊という社会問題と、環境と健康のリスクを評価するための従来の動物実験への依存について論じています。しかし、最近のバイオテクノロジーの進歩により、3D 細胞培養を使用して化学毒性を評価できるようになりました。この研究は、潜在的な毒性評価ツールとして、甲状腺に優しいソフト（TS）ミクロスフェアと、甲状腺細胞凝集体に対するそれらの相互作用効果に焦点を当てています。高度な特性評価方法により、TS ミクロスフェアが組み込まれた甲状腺細胞凝集体が甲状腺機能の改善を示すことが明らかになりました。甲状腺毒性分析に一般的に使用されるゼブラフィッシュ胚との比較では、TS マイクロスフェアに組み込まれた凝集体が甲状腺阻害剤メチマゾール (MMI) に対してより感受性が高いことが示されています。この概念実証アプローチは、TS とミクロスフェアの統合により細胞機能を望ましい方向に制御することで、in vitro での細胞ベースの研究を進めるための新たな洞察を提供できる可能性があることを示唆しています。

huThyrEC細胞株はInSCREENeX GmbHから入手し、huThyrEC培地中で7日間培養した。細胞凝集体は、BIOFLOAT™ 96 ウェルに播種することで TS ミクロスフェアと統合されました。 U-bottom h7H 培地をプレートに入れ、7 日後に培地を交換して、サイログロブリン分泌と甲状腺ホルモン産生を評価しました。

二酸化マンガン (MnO2) ベースのナノ構造は、Pt(IV) プロドラッグとのワンポット反応で調製され、がん治療のための酸化還元反応性治療薬を作成しました。 Pt(IV) 錯体は、シスプラチン (Pt(II)) のプロドラッグとして機能します。 MnO2-Pt(IV) プローブは、2D と 3D の両方の A549 細胞モデルで効果的な細胞毒性を示し、3D モデルの活性シスプラチンと同等でした。 2D 細胞生存率実験では、A549 細胞を最初に 96 ウェル プレートに播種し、さまざまな濃度の化合物で 48 時間処理しました。レザズリンを添加し、4時間インキュベートした後、マイクロプレートリーダーを使用して590nmで蛍光を測定した。 3D 細胞生存率研究では、A549 細胞を BIOFLOAT™ 96 ウェル プレートに播種し、3 日間インキュベートしてスフェロイドを形成し、その後化合物で 48 時間処理しました。

さらに、これらのナノ粒子は、還元剤に応答して強いオフ/オン磁気共鳴 (MR) コントラストを示し、処理により縦緩和能 (r1) が大幅に増加しました。 in vivo MRI 実験では、A2 腫瘍担持マウスに腫瘍内注射すると、強力かつ長時間持続する T1 シグナル増強を誘導する、がん治療における酸化還元反応性 MR 治療薬としての MnO549 – Pt(IV) ナノ構造の可能性が実証されました。

この論文では、BIOFLOAT™ 100 ウェル プレートと BIOFLOAT™ FLEX コーティング ソリューションを使用して、低接着ウェルを得るためにスフェロイドの数を 96 倍にスケールアップする方法を紹介します。従来の肝臓スフェロイド培養物を臓器肝臓チップと比較したところ、後者は肝臓スフェロイドと同等の肝臓機能を示しましたが、肝臓プレートは同じ基準を満たしていませんでした。肝臓チップは、薬物の安全性、代謝プロファイリング、および薬物代謝の研究にうまく適用されました。

臨床で使用されている薬物の 96% 以上の代謝に関与する酵素をコードする 9 つの異なる遺伝子の発現に対する炎症促進性サイトカインの効果とメカニズムを研究するために、90 ウェル超低付着プレート モデルでスフェロイド形成が達成されました。

この in vivo ヒト 3D 肝臓スフェロイド モデルは、炎症条件下での薬物代謝の予測に適しており、薬物代謝におけるサイトカイン誘発性の変化の短期および長期の前臨床研究および機構研究のための多用途システムを構成します。

過去数年にわたって、医薬品開発と試験、器官形成、がん生物学、個別化医療などの幅広い用途向けの 3D 細胞モデルの開発と実装に向けて、研究は目覚ましい進歩を遂げてきました。 2D 細胞単層培養システムとは対照的に、高度な 3D 細胞モデルは、 インビボの 生理。ただし、これらのモデルが科学的な洞察を提供するには、適切な調査技術が必要です。蛍光顕微鏡はこれらのモデルを高い空間分解能で視覚化できる可能性があるにもかかわらず、サンプルの調製とイメージングアッセイは簡単ではありません。ここでは、マトリックス埋め込みモデルとマトリックスなしモデルの両方について、蛍光イメージング用のサンプル前処理のさまざまなプロトコルを提供します ( 例えば .、それぞれオルガノイドとスフェロイド)。さらに、共焦点多光子蛍光顕微鏡による 3D 細胞モデルのイメージングに関する詳細なガイドラインも提供します。これらのプロトコルを使用すると、3D 細胞培養システムの画像が細胞以下の解像度で取得できることを示します。グラフィカルな抽象。

ヒトの 3D 肝臓微小組織/スフェロイドは強力です ビトロ 薬物誘発性肝障害（DILI）を研究するためのモデルですが、スフェロイドあたりの細胞数が少ないため、薬物代謝を研究するためのモデルの有用性が制限されます。この研究では、限られた技術的専門知識のみを必要とする基本的な方法を使用して、プレートと標準化された臓器チッププラットフォームの両方でスフェロイドの数を100倍にスケールアップします。私たちは、100 ウェル プレート (= 肝臓プレート) または臓器チップ (= 肝臓チップ) のポリマーでコーティングされたマイクロウェルを使用して、最大 96 個のスフェロイドを生成することに成功しました。肝臓チップは、少なくとも 3 週間、肝臓スフェロイドと同等の細胞 CYP4A100 活性、生存率、およびバイオマーカー発現を示しますが、肝臓プレート培養物は全体的に肝臓機能の低下を示します。創薬と開発への適用性を証明するために、肝臓チップを使用して選択された参照化合物がテストされました。この試験システムは、生化学的および形態学的読み取り値を使用して、DILI 陽性化合物トルカポンの毒性を、肝毒性の低い構造類似体であるエンタカポンと区別することができました。ジクロフェナクとのインキュベーション後、肝臓チップでは標準的なスフェロイド培養物と比較して代謝産物の形成が増加しました。要約すると、最大 XNUMX 個のスフェロイドを組み合わせ、薬物の安全性と代謝の両方の評価に使用できる、標準化された臓器チップ プラットフォームを使用してヒト肝臓チップ モデルを生成しました。

パクリタキセルはがん細胞に多剤耐性を誘導するため、化学療法の高い失敗率と病気の再発の一因となります。リソソーム膜における ABCB1 (P 糖タンパク質) の過剰発現は、これらの細胞小器官における薬物の蓄積と関連しています。薬物蓄積におけるリソソームの役割と薬物の機能的影響および薬物毒性が、faCellitate BIOFLOAT™ FLEX コーティング ソリューションでコーティングされた Nunc™Lab-Tek™ チャンバー スライド上に形成されたスフェロイドを使用して研究されました。

がんは世界の主要な死因であり、18.1年には9.6万人の新規感染者と2018万人の死亡が報告されており、肺がんは最も診断され致死的な形態である。手術、放射線療法、ナノメディシンと組み合わせた従来の化学療法は広く使用されていますが、重篤な副作用や薬物半減期の短さなどの課題が、新しい薬物送達システムの研究の動機となっています。カンプトテシン（CPT）の誘導体であるイリノテカンとトポテカンは、さまざまながんの治療に使用されていますが、副作用と限られた送達システムのため、代替品の探索が急がれています。トコフェロール、エルゴカルシフェロール、テストステロンで修飾されたCPTを含むナノゲルの開発により、持続的な薬物放出と癌細胞に対する細胞傷害活性が示されました。絹フィブロイン（SF）の生物医学的応用、効率的な機能化、および癌細胞に対する抗増殖効果により、CPTの担体としてのシルクフィブロイン（SF）の使用が、癌治療における制御された薬物送達のためのSF凝集体の合成の成功とともに強調されている。ドイツ、マンハイムのfaCellitate社のBIOFLOAT™ FLEXを使用して、TC処理されていないコーティングを行いました。 U-bottom 細胞凝集とその後のスフェロイド形成を促進する 96 ウェル プレート。スフェロイドを０．１ｍｇ／ｍＬの試験化合物で処理し、さらに蛍光イメージングをオリンパスＩＸ７３倒立顕微鏡で行った。

ポリコーム抑制複合体 2 の構成要素である EZH2 はヒストン修飾を制御し、肺がんで過剰発現することがよくあります。 EPZ-2 による EZH6438 の阻害は臨床的に有望であることが示されています。しかし、この研究は、EZH2 抑制が A2 肺腺癌細胞の 549D 培養での増殖を阻害する一方で、3D 培養での増殖を刺激することを明らかにしました。メタボローム解析では、3D 培養におけるクレブス回路の活性化やプリン合成など、明確な代謝効果が示されています。この研究は、がん細胞におけるEZH2とその阻害剤の複雑な役割を理解する上での細胞外マトリックスと三次元モデルの重要性を強調している。

マトリックスを添加しない 3D 培養では、スフェロイド形成用のマイクロウェルを備えた 300,000 ウェル Aggrewell™ 24 プレートに、剥離した細胞を 400 細胞/ウェルで播種しました。プレートを BIOFLOATTM FLEX 溶液でコーティングし、空気乾燥して細胞保持率の低い表面を作成し、すすぎました。肺オルガノイド培地中の細胞を添加し、穏やかに混合および遠心分離した後、スフェロイドを37℃/5% CO2で揺り動かしながら増殖させた。この方法では、マイクロウェル内に最大 1,200 個の分離されたスフェロイドを形成できます。

抗がん剤の制御放出のための効率的なポリマーベースの薬物送達システムの設計と研究は、ナノ医療の柱の 1000 つです。転移性および浸潤性がんとの闘いには、悪性細胞に対する選択的毒性が増加し、長期活性があり、副作用が軽減された治療薬候補が必要です。この意味で、ポリホスファゼンナノキャリアは、抗がん剤のカンプトテシン（CPT）とエピルビシン（EPI）の徐放のために合成されました。直鎖状ポリ(ジクロロ)ホスファゼンを、抗酸化作用および抗腫瘍活性を有する親油性トコフェロールまたはテストステロングリシネート、および親水性ジェファミンM9.2で修飾して、さまざまなポリホスファゼンナノキャリアを取得しました。これにより、親油性の CPT とより親水性の高い EPI をカプセル化することができました。カプセル化プロセスは溶媒交換/沈殿によって実行され、13.6 ～ 0.3 wt% の CPT と 2.4 ～ 140 wt% の EPI が得られました。 CPTを担持したポリホスファゼンは、模擬的な身体生理学的条件（PBS、pH 200）において7.4～80 nmの凝集体を形成し、CPTの溶解度が100～250倍増加しました。 EPI を担持したポリホスファゼンは、水性媒体中で 7.4 nm の凝集体を形成しました。 CPT および EPI 放出 (PBS、pH 37、202 °C) を 8 時間監視し、最初の 150 時間はほぼ直線的でした。テストステロンとトコフェロールの徐放も、7.4 °C の PBS (pH 6.0 および 37) 中で 7 時間持続しました。ナノキャリアからのテストステロンまたはトコフェロールと抗がん剤の同時送達が期待されていました。ヒト乳がん細胞株 MCF-6 の細胞は、7 時間後に抗がん剤を担持したナノキャリアの良好な取り込みを示しました。同様に、MCF-72 スフェロイドは、7 時間後に抗がん剤を負荷した凝集体の良好な取り込みを示しました。ほとんどすべての抗がん剤を負荷したポリホスファゼンは、未加工の抗がん剤と比較した場合、MCF-2 細胞およびスフェロイドに対して同等または優れた毒性を示しました。さらに、GXNUMX/M 期の細胞周期停止は、薬物を担持したナノキャリアに応答して増加しました。抗がん剤を負荷した凝集体の初代ヒト肺線維芽細胞に対する毒性はほとんど観察されなかった。さらに、親抗がん剤とは対照的に、凝集体は溶血活性を示さなかった。したがって、合成されたポリホスファゼンベースのナノキャリアは、化学療法用のナノ医薬品となる可能性がある。

シルクフィブロイン (SF) の水溶性加水分解物 (約 30 kDa) をトコフェロール、エルゴカルシフェロール、テストステロンでエステル化し、抗がん剤カンプトテシン (CPT) の制御送達のために SF 凝集体を形成しました。元素分析と ¹Ｈ ＮＭＲ分光法により、ＳＦ上の置換度（ＤＳ）が０．４〜３．８モル％であることが示された。ビタミンおよびテストステロンを移植したSF結合体では0.4〜3.8%の収率が達成されました。 CPTは、透析沈殿法を使用してSF凝集体の親油性コアに効率的に組み込まれ、58〜71重量％の薬物含量を達成しました。 FTIR スペクトルと DSC サーモグラムは、トコフェロールとテストステロンがグラフトされた SF 複合体が主に β シート構造を採用していることを示しました。 SF鎖上のチロシン残基をビタミンまたはテストステロンでエステル化した後、流体力学的直径はSFの直径のほぼ6.3倍または8.5倍になりました。エステル化後のゼータ電位値は約 -30 mV まで増加し、水性媒体中での凝集体の安定性に有利になりました。 CPT の制御されたほぼ定量的な放出は、6 °C の PBS 中で 37 日後に達成され、最初の 8 時間はほぼ直線的に放出されました。 MCF-7 癌細胞は、6 時間後に CPT を負荷した SF 凝集体の良好な取り込みを示し、G2/M 期で細胞死と細胞周期停止を引き起こしました。 ３日後には、ＣＰＴを負荷した凝集体のＭＣＦ－７スフェロイドへの実質的な取り込みが示された。さらに、すべての CPT をロードした SF 凝集体は、親 CPT と比較して MCF-7 スフェロイドに対して優れた毒性を示しました。ブランクのSF凝集体はpH 3および7では溶血を誘発しませんでしたが、CPTを負荷したSF凝集体はpH 6.2では溶血を誘発しましたが、pH 7.4では誘発しませんでした。対照的に、親CPTは、テストした両方のpHで溶血を引き起こしました。したがって、CPT をロードした SF 凝集体は化学療法の有望な候補です。

ニューロスフィアは中枢神経障害を研究するための in vitro モデルですが、ニューロスフィア培養の従来の方法は時間がかかり、収量も低くなります。この記事では、ハイスループットでストレスのない 3D バイオリアクターを使用して開発された初代神経細胞由来ニューロスフェアの最適化について説明します。細胞収集の前にバイオリアクターを準備し、BIOFLOAT™ FLEX コーティング ソリューションを使用してリアクターをコーティングしました。

この論文では、マイクロキャビティ アレイ 3D 培養技術と、マイクロ熱成形された酸素感受性ポリマー フィルムを介した発蛍光団ベースの酸素感知を組み合わせた方法を紹介します。便利な 3D 細胞培養セットアップのために、スフェロイドをマイクロキャビティ内で直接生成できます。ただし、この目的のためには細胞が付着してはいけないため、細胞の付着を避けるためにセンサー アレイを BIOFLOAT™ ソリューションでコーティングしました。細胞忌避コーティング、この場合は BIOFLOAT™ を使用すると、マイクロキャビティ内で直接スフェロイドを生成できるため、ワークフローが短縮され、エラーの可能性が最小限に抑えられ、実験をより再現性よく実行できるようになります。