通過聚己內酯/明膠電紡納米纖維中的細菌纖維素納米晶體研究膠質母細胞瘤的細胞粘附性

DOI：10.1016/j.carbpol.2019.115820

膠質母細胞瘤（GBM）是腦腫瘤中最常見、最致命的一種類型，具有抗藥性前復發率高。近幾十年來，標準的二維（2D）細胞培養方法已不足以改善新的治療策略和藥物開發。因此，需要模擬良好的三維（3D）腫瘤平臺來彌合體內外腫瘤模型之間的差距。本研究采用靜電紡絲法成功制備了含聚己內酯（PCL）/明膠（Gel）的細菌纖維素納米晶（BCNC）納米纖維復合支架，用于模擬GBM腫瘤細胞外基質。隨著BCNC濃度的增加，納米纖維基體中的纖維直徑增大。此外，隨著BCNC懸浮液濃度的增加，纖維形態由光滑轉變為珠狀。用U251-MG膠質母細胞瘤細胞測試了納米纖維支架的體外生物相容性，并與聚己內酯/明膠進行了比較。研究發現PCL/Gel/BCNC可增強軸突生長和延伸，支持腫瘤細胞與微環境之間的通訊，從而觸發腫瘤復發過程。基于以上結果，PCL/Gel/BCNC復合支架是仿生GBM腫瘤平臺的理想候選材料。

圖1.通過生產細菌纖維素、制備細菌纖維素納米晶體和聚合物懸浮液來制備三維支架以及制備納米纖維的靜電紡絲裝置的示意圖。

圖2.含有細菌纖維素納米晶體（BCNC）的PCL/Gel復合支架的FTIR光譜。

圖3.支架（a1，a2）PCL/Gel、（b1，b2）PCL/Gel/BCNC0.5和（c1，c2）PCL/Gel/BCNC1.0的SEM圖像和纖維直徑分布。

圖4.含有BCNC的PCL/Gel復合支架的應力-應變曲線。

圖5.支架在不同時間間隔的膨脹行為（a）。含有（b1）0、（b2）0.5和（b3）1.0 wt.%BCNC的PCL/Gel復合支架的水接觸角（WCA）測試。

圖6.含有BCNC的PCL/Gel復合支架的U251 MG GBM細胞活力（a）和細胞周期（b，c和d）分析。

圖7.分別于孵育后4天和7天將U251 MG-GBM細胞附著于含有（a1）0、（b1）0.5和（c1）1.0 wt.%BCNC以及（a2）0、（b2）0.5和（c2）1.0 wt.%BCNC的PCL/Gel復合支架中（比例尺：10μm）。

圖8.接種在支架上的U251 MG GBM細胞的共聚焦顯微鏡圖像。支架上的GBM細胞用DAPI染色以顯示藍色（細胞核），而F-肌動蛋白顯示綠色（細胞骨架）。

圖9.（a1，b1和c1）從頂部到底部的光學共焦圖像的Z疊加圖像，切片厚度為2.5μm。（a2，b2和c2）重建的腳手架3D投影圖像。