肾脏微环境中生物打印神经母细胞瘤**模型

来源：发布时间：2025-06-27

研究人员利用生物打印技术，构建了由 IMR-32 神经母细胞瘤细胞（含 MYCN 和 ALK 基因扩增）与人胚肾 293 细胞及原代人肾成纤维细胞组成的肾脏微环境 3D 模型，该模型通过商用生物打印机的双气动挤压打印头制作。实验中，泛巴诺司他（一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂）在有效浓度范围内可选择性诱导*细胞凋亡，且不影响肾脏细胞，而杀稻瘟菌素对两种细胞均有细胞毒性。此外，2D 和 3D 培养的细胞敏感性存在细胞类型特异性差异，3D 模型的***窗口更宽，证明了人类 3D 模型在***药物研究中的价值，此模型可用于测试新***药物的细胞毒性和**选择性，其开放支架设计还能自由更换**和微环境细胞类型。

思维导图

一、研究背景与目的· 背景：当前***药物研发受限于动物模型中人类*细胞处于异种环境，神经母细胞瘤作为儿童**常见颅外实体瘤，存在化疗耐药和高危患者早期死亡等问题，且肾转移***进展有限。

· 目的：构建全人源肾脏微环境中的神经母细胞瘤 3D 生物打印模型，用于高效测试***药物的细胞毒性和**选择性。二、模型构建与方法· 细胞类型

· *细胞：IMR-32（含 MYCN 和 ALK 基因扩增的神经母细胞瘤细胞）。

· 肾脏微环境细胞：人胚肾 293 细胞、HEK293-GFP 细胞、原代人肾成纤维细胞。

· 生物墨水：6.67% 明胶 + 4.5% 海藻酸钠，与细胞悬液混合后含 3% 明胶、2% 海藻酸钠、30 mM CaSO?，细胞浓度 5×10? cells/mL。

· 打印技术：使用 Bio X Cellink 生物打印机，双气动挤压打印头，构建**（直径 3 mm）为*细胞、外层（直径 6 mm）为肾脏细胞的环形结构，打印后用 100 mM CaCl?交联 10 分钟。

三、药物测试结果

· 泛巴诺司他（HDAC 抑制剂）

· 3D 模型：IMR-32 细胞 IC50 在 24-72 小时为 2.1-7.5 nM，HEK293 细胞为 107-509 nM，原代肾成纤维细胞 72 小时 IC50 为 158.9 nM，*细胞敏感性比肾脏细胞高约 2 个数量级，10 nM 即可诱导*细胞凋亡，肾脏细胞*在 1000 nM 时少量死亡。

· 2D 培养：IMR-32 细胞 IC50 为 2.5-4.9 nM，HEK293 细胞为 38.5-40.5 nM，敏感性差异约 1 个数量级。

· 杀稻瘟菌素（***）

· 3D 与 2D：对 IMR-32 和 HEK293 细胞 IC50 值相近，无***细胞类型差异，3D 中 72 小时 IC50 分别为 12.4 μM 和 15.1 μM，2D 中为 3.9 μM 和 5.0 μM。

四、模型优势与意义

· 与 2D 对比：3D 模型中药物***窗口更宽，能更准确反映细胞在生理微环境中的反应。

· 生理相关性：使用原代肾成纤维细胞替代 HEK293 细胞，增强了模型的病理生理相关性。

· 应用价值：可区分**特异***物（如泛巴诺司他）和非特异性细胞毒***物（如杀稻瘟菌素），支持个性化***和新药物开发，遵循 “3R” 原则减少动物实验。

五、关键数据表格