微流控芯片联合三维药敏检测平台的构建及其在肺癌个体化治疗中的应用

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1、微流控芯片联合三维药敏检测平台的构建及其在肺癌个体化治疗中的应用计：学位论文：30页表格：0个插图：6幅许志赞指导教师：王琪教授申请学位级别：硕士学位论文提交日期：2012年4月学位授予单位：大连医科大学专业名称：内科学论文答辩日期：2012年5月学位授予日期：2012年6月评阅人：答辩委员会主席：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连医科大学或其他教

2、育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：茧盟签字日期：丝年立月互日目录一、摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1(一)中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1(二)英文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3二、正文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5(一)前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5(二)材料与方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯6(三)结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12(四)讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14(五)结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16(六)参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17三、综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19(一)综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19(二)参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24四、附图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27五、致谢⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30微流控芯片联合三维药敏检测平台的构建及其在肺癌个体化治疗中的应用硕士生姓名：许志赞指导教师：王琪教授指导小组：王琪教授专业名称：内科学摘要目的：肺癌是严重危害人类健康的恶性肿瘤，化疗作为主要的治疗手段，有效率仅有20．40％左右。化疗失败一个最重要原因是缺乏准确、快速的临床药物敏感性检测，不能针对每位患者进行个体化治疗。现有体外药敏检测方法的根本不足在于采用二维、单一、静态细胞培养模式，与体内实体肿瘤相差甚远。微流控芯片，以其整体可控、灵活组合、规模化集成、高

5、通量检测的优势，被公认为系统生物学研究的主要技术平台之一。其微通道尺寸和多维网络形成的相对封闭环境与细胞的空间特征相似，尤其适合细胞培养，加之可以持续供给细胞营养物质，能较好地模拟体内肿瘤微环境。本实验目的在于利用微流控芯片技术构建一种适于进行三维联合细胞培养的药敏检测平台，以期寻找一种准确性更高、可靠性更强、对临床化疗指导作用更大的体外药敏检测方法，并探讨微流控芯片技术在肺癌的个体化治疗研究中的应用。方法：本实验利用微流控芯片系统进行肺癌细胞系和组织标本原代细胞的药物敏感性分析，此系统包括一个微流控芯片

6、和两个MS26型微注射器，微流控芯片由细胞培养单元和浓度梯度发生器两部分组成，通过向微通道内灌注细胞悬液凝胶混合物的方法构建三维培养体系，并持续供给细胞营养物质以模拟体内细胞生存的微环境，经浓度梯度发生器自动产生不同的化疗药物浓度作用于细胞，再经凋亡染色、成像分析、数据统计得到最终的药敏结果。首先将人肺腺癌细胞SPCA-1置于微流控芯片上进行药敏检测，作为对照，采用常规M1Yr法对人肺腺癌细胞SPCA一1进行药敏检测，比较两种平台所得的细胞生存曲线，验证微流控芯片药敏检测结果的可行性。在此基础上又将人肺成

7、纤维细胞HFL!纳入培养体系，与SPCA．1细胞进行三维混合共培养，研究问质细胞对肺癌细胞药物敏感性的影响。最后将此平台应用到肺癌的个体化治疗中，取一例肺癌患者的手术标本置于微流控芯片上三维原代细胞培养，进行药敏筛选，选出针对此例肺癌细胞杀伤力最强的药物，为临床个体化治疗提供依据。l结果：本实验成功地设计和构建了一个适于进行三维联合细胞培养的微流控芯片药敏检测平台，其浓度梯度发生器可产生5：6：8的药物浓度，其细胞培养单元完成了单细胞的三维立体培养，不同种系细胞的联合三维培养，以及肺癌组织的三维原代细胞培

8、养。对比发现，这一新的微流控芯片药敏检测方法与常规MTT方法所得的药敏结果一致。对间质细胞的研究发现间质细胞作用下的肺癌细胞凋亡率较肺癌细胞单独存在时低，说明间质细胞的存在降低了肺癌细胞对化疗药物的敏感性。利用微流控芯片三维药敏检测平台，对一例肺癌患者的手术标本进行化疗药物的筛选，结果表明此例肺癌细胞对吉非替尼的药物敏感性最高，此平台成功地应用到了肺癌的个体化治疗研究中。结论：本实验建立的适于进行三维细胞联合培养的微流控芯片药