三维细胞模型放射性药物体外筛选及生物效应评价方法技术

本发明专利技术提供了一种基于三维细胞模型的放射性药物体外筛选及生物效应评价方法，包括以下步骤：(1)构建体外三维细胞模型培养基质；(2)构建人骨肉瘤体外三维细胞模型；(3)将不同放射性活度的

【技术实现步骤摘要】
三维细胞模型放射性药物体外筛选及生物效应评价方法


[0001]本专利技术属于放射性药物筛选与评价
，具体涉及一种基于三维细胞模型的放射性药物体外筛选及生物效应评价方法。

技术介绍

[0002]目前，在药物的研发过程中，普遍利用二维细胞模型在细胞层面对药物的临床前药效进行研究与评价，但二维细胞模型于体内实体瘤存在很大的差异，这是由于体外环境中的二维细胞模型都是经过了明显的表型改造，其培养环境也与真实的体内环境有着显著的差异，导致药物在二维细胞模型中所表现出的效应与病人体内的效应存在明显的差异。
[0003]在放射性治疗药物的筛选及评价过程中，由于是利用二维细胞模型进行临床前体外药效研究，其局限性导致了实验结果与体内的真实情况有较大的差别。这也是放射性核素接触人体组织后在细胞层面的系统研究还不完善的原因之一。尤其是对于核素加载了药物前体后导致的靶向性及体内滞留时间的变化对生物体造成的细胞层面的影响缺乏系统的研究，这也导致临床上放射性药物剂量及用药方案只能通过实践尝试摸索，理论基础支撑不足，对于病人而言也存在很大风险。
[0004]三维细胞模型中所提供的生长环境在细胞间交流和细胞外基质等方面更接近于体内组织，使细胞在迁移、分化、增殖、凋亡和基因表达等方面更接近于体内环境得到了提升。三维细胞模型中的细胞状态介于二维细胞模型和动物体内细胞之间，能够更好的模拟体内环境，弥补了体外细胞培养与体内研究的差异。尤其是在药物临床前研究中，三维细胞模型的一个重要用途就是用于建立体外疾病模型来评价细胞对药物的响应。研究表明利用三维细胞模型测试药物毒性所得的结果更接近于体内毒性测试的结果。
[0005]目前关于三维细胞模型的研究还较少，如何将三维细胞模型应用于放射性治疗药物的研发过程中，以期能够从分子、细胞、亚组织等多尺度层面对辐射造成的生物效应进行科学评估，实现在体外对放射性治疗药物的高效筛选及药效的评价，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了解决现有技术存在的问题，而提供一种基于三维细胞模型的放射性药物体外筛选及生物效应评价方法。本专利技术建立了一种将能够良好模拟体内生物环境的三维细胞模型应用于放射性治疗药物的方法，运用该方法能够更好的从分子、细胞、亚组织等多尺度层面对辐射造成的生物效应进行科学评估，从而实现在体外对放射性治疗药物的高效筛选及药效的评价。
[0007]本专利技术的目的是提供一种基于三维细胞模型的放射性药物体外筛选及生物效应评价方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)构建羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外三维细胞模型培养基质；
[0009](2)构建人骨肉瘤体外三维细胞模型；
[0010](3)将不同放射性活度的
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Lu-Herceptin加入人骨肉瘤MG63 的三维细胞模型中，37℃条件下孵育4小时；取每孔的上清培养液，用4℃预冷的1M磷酸缓冲液浸泡细胞模型2分钟，并将浸泡液与上清液合并，采用Gamma Counter进行放射性计数；对模型中的细胞采用胰酶进行消化，使其与基质分离，收集细胞液，采用Gamma Counter 进行放射性计数。
[0011]进一步的是，步骤(1)中所述体外三维细胞模型培养基质的构建方法为：将磷酸化的透明质酸溶解在磷酸缓冲液中形成4％(w/v) 的溶液，将纳米羟基磷灰石纳米颗粒分散在纯水中得到12％(w/v)的溶液，在注射器中等体积的混匀两种溶液，将混合物在1分钟内迅速注射入固定形状模具，放置10分钟后羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外细胞培养基质，最终磷酸化透明质酸的浓度为2％(w/v)，羟基磷灰石浓度为6％(w/v)。
[0012]上述百分比浓度，是指相应物质的质量体积比百分浓度，其含义是将磷酸化的透明质酸溶解在磷酸缓冲液中形成40mg/ml的溶液，将纳米羟基磷灰石纳米颗粒分散在纯水中得到120mg/ml的溶液，最终磷酸化透明质酸的浓度为20mg/ml，羟基磷灰石浓度为60mg/ml。
[0013]进一步的是，所述磷酸缓冲液为20mM PBS。
[0014]进一步的是，步骤(2)中所述人骨肉瘤体外三维细胞模型的构建方法为：人骨肉瘤MG63细胞消化、计数，用含有10％胎牛血清的DMEM高糖培养基重悬细胞，以105cells/孔的密度接种于铺有羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外细胞培养基质的24孔板中，放置于 37℃，5％CO2的培养箱中，连续培养10天，每隔2天换新鲜培养液。
[0015]进一步的是，步骤(3)中所述不同放射性活度范围为3～0.0029 μCi。
[0016]进一步的是，步骤(3)中所述
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Lu-Herceptin的标记比活度为2 mci/mg。
[0017]进一步的是，步骤(3)中所述磷酸缓冲液的pH＝7.4。
[0018]本专利技术的有益效果如下：
[0019]本专利技术建立了一种将体外三维细胞模型应用于筛选和评估放射性治疗药物的方法，基于该类模型对放射性治疗药物所产生的辐射生物学效应进行研究，证明体外三维细胞模型可用于放射性药物的筛选和药效评价。本专利技术方法实现了更好的从分子、细胞、亚组织等多尺度层面对辐射造成的生物效应进行科学评估，从而实现了在体外对放射性治疗药物的高效筛选及药效的评价。
附图说明
[0020]图1是羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外细胞培养基质的流变力学分析图；
[0021]图2是羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外细胞培养基质的宏观形态图；
[0022]图3是羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外细胞培养基质的微观形貌 (SEM)图；
[0023]图4是MG63二维细胞模型及三维细胞模型对
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Lu-Herceptin的摄取结果图；
[0024]图5是
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Lu-Herceptin对MG63二维细胞模型及三维细胞模型中细胞凋亡的影响结果图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅用于对本专利技术进行解释和说明，并不用于限
定本专利技术。本领域技术人员根据上述
技术实现思路
所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0026]实施例1
[0027]构建羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外三维细胞模型培养基质。
[0028]实验材料：羟基磷灰石纳米颗粒(粒径为200nm左右)，磷酸化透明质酸高分子，磷酸缓冲液，5ml无菌注射器，自制直径1.5cm圆形模具。
[0029]实验方法：将磷酸化的透明质酸溶解在磷酸缓冲液(20mM PBS) 中形成4％(w/v)的溶液，将纳米羟基磷灰石纳米颗粒分散在纯水中得到12％(w/v)的溶液，在注射器中等体积的混匀两种溶液，将混合物在1分钟内迅速注射入固定形状模具，放置10分钟后羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外细胞培养基质，最终磷酸化透明质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维细胞模型的放射性药物体外筛选及生物效应评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)构建羟基磷灰石-磷酸化透明质酸体外三维细胞模型培养基质；(2)构建人骨肉瘤体外三维细胞模型；(3)将不同放射性活度的
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Lu-Herceptin加入人骨肉瘤MG63的三维细胞模型中，37℃条件下孵育4小时；取每孔的上清培养液，用4℃预冷的1M磷酸缓冲液浸泡细胞模型2分钟，并将浸泡液与上清液合并，采用Gamma Counter进行放射性计数；对模型中的细胞采用胰酶进行消化，使其与基质分离，收集细胞液，采用Gamma Counter进行放射性计数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述体外三维细胞模型培养基质的构建方法为：将磷酸化的透明质酸溶解在磷酸缓冲液中形成40mg/ml的溶液，将纳米羟基磷灰石纳米颗粒分散在纯水中得到120mg/ml的溶液，在注射器中等体积的混匀两种溶液，将混合物在1分钟内迅速注射入固定形状模具，放置10分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，杨夏，钱达志，赵鹏，王关全，卓连刚，廖伟，杨宇川，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：