A Photopolymerizable Hyaluronic Acid-Collagen Model of the Invasive Glioma Microenvironment with Interstitial Flow

Samantha Howerton; Yanping Liang; Jennifer Hammel; Benjamin Purow; Jennifer Munson

doi:10.3791/66604

JoVE Journal
Bioengineering

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A Photopolymerizable Hyaluronic Acid-Collagen Model of the Invasive Glioma Microenvironment with Interstitial Flow

具有间质血流的侵袭性胶质瘤微环境的光聚合透明质酸-胶原蛋白模型

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04:30 min

October 18, 2024

DOI: 10.3791/66604-v

Samantha Howerton^1,2, Yanping Liang¹, Jennifer Hammel^1,3, Benjamin Purow⁴, Jennifer Munson^1,3

¹Fralin Biomedical Research Institute at Virginia Tech Carilion, ²Translational Biology, Medicine, and Health Graduate Program,Virginia Tech, ³Department of Biomedical Engineering & Mechanics,Virginia Tech, ⁴Department of Neurology,University of Virginia School of Medicine

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

我们提出了一种在侵袭性前部复制胶质瘤肿瘤微环境的方法，该方法结合了间质液流动。该模型是组织培养插入物中的透明质酸-胶原蛋白 I 水凝胶，其中可以应用流体压力头。侵袭可以定量，细胞可以分离或裂解。

我们的工作研究了肿瘤微环境如何驱动胶质母细胞瘤（最致命的脑癌）中肿瘤细胞的侵袭。具体来说，我们对瘤内压力增加驱动的间质液流动如何导致肿瘤细胞侵入周围的脑实质感兴趣。我们目前使用这些 3D 透明质酸胶原蛋白系统质量模型结合 MII 成像和计算分析来研究由间质液流动驱动的神经胶质瘤浸润。

对于单个方法，通过在 TME 模型的顶部施加压力来产生流体流动，模拟大脑中的间质液流动。提供正确的物理线索来复制组织微环境是一项持续的挑战。我们的三维模型使用透明质酸和胶原蛋白，这两种物质都存在于大脑基质中，以及持续的间质液流动。

这些因素共同为健康和癌细胞提供关键的物理信号。我们最近的研究表明，常驻脑细胞会影响神经胶质瘤细胞对间质血流的反应。然而，这种反应取决于患者的特异性因素。

为了研究这些因素对神经胶质瘤侵袭的影响，我们开发了一种模拟天然脑组织的神经胶质瘤侵袭性前线的患者知情模型。患者肿瘤模型允许进行高度受控的体外实验，该实验仍然代表影响神经胶质瘤浸润的组织水平因素。此外，与神经胶质瘤浸润和间质血流的类似模型相比，该模型易于使用，因为它不需要管道或泵，并且使用市售材料。

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