Tế bào SK-HEP-1 trong các nghiên cứu về quá trình tạo mạch máu trong ung thư gan

Sự hình thành mạch máu mới từ hệ mạch máu hiện có (angiogenesis) là một đặc điểm quan trọng trong quá trình tiến triển của ung thư, đặc biệt là trong ung thư gan tế bào (hepatocellular carcinoma), nơi môi trường vi mạch máu phong phú của gan tạo điều kiện cho sự phát triển nhanh chóng của khối u và di căn. Tại Cytion, chúng tôi nhận thức rằng việc hiểu rõ các cơ chế phân tử điều khiển quá trình tạo mạch máu khối u đòi hỏi các mô hình tế bào mạnh mẽ có thể tái tạo chính xác các tương tác phức tạp giữa tế bào ung thư và hệ mạch máu xung quanh. Tế bào SK-HEP-1 đã trở thành công cụ vô giá trong nghiên cứu quá trình tạo mạch máu ung thư gan, với các đặc điểm độc đáo giúp phân biệt chúng với các dòng tế bào ung thư gan khác.

Điểm chính

Tế bào SK-HEP-1 có đặc tính tương tự tế bào nội mô, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các nghiên cứu về quá trình tạo mạch máu
Kích hoạt con đường tín hiệu VEGF trong tế bào SK-HEP-1 thúc đẩy các biểu hiện thúc đẩy mạch máu
Hệ thống đồng nuôi cấy với tế bào nội mô tiết lộ các cơ chế tín hiệu paracrine
Các nền tảng sàng lọc thuốc chống tạo mạch sử dụng phương pháp dịch nuôi cấy SK-HEP-1
các mô hình khối cầu 3D và mô hình cơ quan 3D nâng cao tính thực tiễn sinh lý của các nghiên cứu về quá trình tạo mạch máu

Hiểu về sinh học tế bào và nguồn gốc của SK-HEP-1

Tế bào SK-HEP-1 ban đầu được phân lập từ dịch ổ bụng của một bệnh nhân bị ung thư gan dạng tuyến, tuy nhiên các nghiên cứu sau đó đã chỉ ra bản chất sinh học phức tạp của chúng. Khác với các dòng tế bào ung thư gan truyền thống như HepG2 vẫn giữ được các chức năng đặc trưng của tế bào gan, tế bào SK-HEP-1 thể hiện các đặc điểm phù hợp hơn với nguồn gốc nội mô hoặc trung mô, khiến chúng trở nên lý tưởng cho nghiên cứu về quá trình tạo mạch máu.

Các tế bào SK-HEP-1 của chúng tôi (300334) có một số đặc điểm nổi bật giúp tăng cường tính ứng dụng trong nghiên cứu sinh học mạch máu. Các tế bào này có khả năng di chuyển và xâm lấn cao, biểu hiện các dấu hiệu nội mô bao gồm CD31 và yếu tố von Willebrand, và có khả năng hình thành các cấu trúc dạng ống trên Matrigel—một đặc trưng của hành vi tế bào nội mô.

Phänotype trung mô của tế bào SK-HEP-1, được đặc trưng bởi biểu hiện vimentin và thiếu E-cadherin, phản ánh trạng thái chuyển đổi biểu mô-trung mô (EMT) liên quan đến tiềm năng tạo mạch tăng cường. Phänotype này mô phỏng chặt chẽ hành vi của các khối u gan ác tính đã trải qua EMT, cung cấp cho các nhà nghiên cứu một mô hình lâm sàng có liên quan để nghiên cứu quá trình tạo mạch do khối u gây ra.

Tín hiệu VEGF và tiết các yếu tố kích thích tạo mạch

Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF) là yếu tố chính thúc đẩy quá trình tạo mạch máu khối u, và tế bào SK-HEP-1 là nhà sản xuất VEGF phong phú. Trong điều kiện bình thường, các tế bào này tiết ra lượng lớn VEGF-A, với sản xuất tăng đột biến dưới stress thiếu oxy — mô phỏng môi trường vi mô khối u thiếu oxy nơi quá trình tạo mạch máu là quan trọng nhất.

Con đường yếu tố cảm ứng thiếu oxy 1-alpha (HIF-1α) đóng vai trò trung tâm trong việc điều chỉnh biểu hiện VEGF ở tế bào SK-HEP-1. Điều kiện nuôi cấy thiếu oxy (1-2% O₂) làm ổn định HIF-1α, dẫn đến kích hoạt phiên mã của VEGF và các gen kích thích tạo mạch khác. Phản ứng này có thể được điều chỉnh bằng thuốc để nghiên cứu các chất ức chế con đường HIF như các liệu pháp chống ung thư tiềm năng.

Ngoài VEGF, tế bào SK-HEP-1 tiết ra một loạt các yếu tố tạo mạch đa dạng bao gồm yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi-2 (FGF-2), yếu tố tăng trưởng từ tiểu cầu (PDGF), angiopoietin-2 và các metalloproteinase ma trận khác nhau, giúp thúc đẩy sự di chuyển của tế bào nội mô và hình thành mạch máu. Dịch nuôi cấy từ tế bào SK-HEP-1 có khả năng kích thích mạnh mẽ sự tăng sinh, di chuyển và hình thành ống của tế bào nội mô.

Để nghiên cứu so sánh, các tế bào HepG2 (300198) của chúng tôi cung cấp một mẫu đối chứng tương tự tế bào gan, có mức biểu hiện thấp hơn các yếu tố kích thích tạo mạch, giúp các nhà nghiên cứu phân biệt giữa các chương trình tạo mạch đặc trưng cho từng loại tế bào.

Phương pháp thử nghiệm tạo mạch

Nhiều định dạng thử nghiệm tận dụng tế bào SK-HEP-1 cho nghiên cứu tạo mạch. Phương pháp sử dụng dịch nuôi cấy là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất, trong đó dịch nuôi cấy từ tế bào SK-HEP-1 được áp dụng lên tế bào nội mô để đánh giá hoạt tính tạo mạch. Phương pháp này cho phép đánh giá đóng góp của các yếu tố tiết ra mà không phụ thuộc vào tiếp xúc trực tiếp giữa các tế bào.

Thử nghiệm hình thành ống trên Matrigel cung cấp đánh giá định lượng tiềm năng tạo mạch. Khi được nuôi cấy trên ma trận màng nền, các tế bào nội mô tiếp xúc với dịch nuôi cấy SK-HEP-1 hình thành các mạng lưới mạch máu phức tạp, có thể được định lượng bằng cách đo chiều dài ống, điểm nhánh và độ phức tạp của mạng lưới. Bản thân các tế bào SK-HEP-1 có thể hình thành các cấu trúc mạch máu nguyên thủy, phản ánh các đặc tính tương tự tế bào nội mô của chúng.

Các thử nghiệm di chuyển và xâm lấn sử dụng buồng Boyden hoặc định dạng lành vết thương đánh giá tác động hóa hướng của các yếu tố có nguồn gốc từ SK-HEP-1 đối với tế bào nội mô. Các thử nghiệm này mô phỏng quá trình di chuyển có hướng của tế bào nội mô hướng tới các kích thích tạo mạch có nguồn gốc từ khối u, một bước quan trọng ban đầu trong quá trình tạo mạch của khối u.

Các hệ thống đồng nuôi cấy ba chiều kết hợp tế bào SK-HEP-1 với tế bào nội mô trong các định dạng khối cầu hoặc cơ quan mô cung cấp tính liên quan sinh lý cao hơn. Các mô hình này tái tạo các mối quan hệ không gian và tín hiệu paracrine có trong cơ thể sống, cho phép đánh giá dự đoán hơn về các ứng cử viên điều trị chống tạo mạch.

Ứng dụng sàng lọc thuốc ức chế tạo mạch

Tế bào SK-HEP-1 là nền tảng lý tưởng để sàng lọc các hợp chất chống tạo mạch nhắm vào ung thư gan. Khả năng sản xuất VEGF mạnh mẽ của các tế bào này cho phép đánh giá các chất ức chế đường dẫn tín hiệu VEGF, bao gồm các kháng thể đơn dòng như bevacizumab và các chất ức chế tyrosine kinase phân tử nhỏ nhắm vào thụ thể VEGF.

Sorafenib, liệu pháp toàn thân đầu tiên được phê duyệt cho ung thư gan tế bào gan giai đoạn tiến triển, có tác dụng chống tạo mạch mạnh mẽ thông qua ức chế các kinase VEGFR, PDGFR và RAF. Tế bào SK-HEP-1 cung cấp mô hình phù hợp để nghiên cứu cơ chế tác dụng của sorafenib và xác định các dấu ấn sinh học của đáp ứng hoặc kháng thuốc.

Lenvatinib, một chất ức chế đa kinase khác được phê duyệt cho ung thư gan tế bào, thể hiện hoạt tính chống tạo mạch mạnh mẽ trong các thử nghiệm dựa trên tế bào SK-HEP-1. Các nghiên cứu so sánh sử dụng dịch nuôi cấy từ tế bào SK-HEP-1 được điều trị bằng thuốc so với không điều trị cho thấy tác động của các tác nhân này đối với bộ phận tiết của khối u và các tác động hạ lưu đối với hành vi của tế bào nội mô.

Để nghiên cứu ung thư gan toàn diện, kết hợp các nghiên cứu SK-HEP-1 với các dòng tế bào gan khác trong danh mục của chúng tôi cung cấp những hiểu biết cơ chế qua các biểu hiện khối u khác nhau.

Mô hình 3D tiên tiến và tương quan in vivo

Văn hóa hai chiều truyền thống không thể tái hiện đầy đủ môi trường vi mô phức tạp của khối u nơi quá trình tạo mạch diễn ra. Các khối cầu SK-HEP-1 được nuôi cấy trong điều kiện bám dính cực thấp phát triển các lõi thiếu oxy kích thích sản xuất VEGF, mô phỏng chính xác các gradient có trong khối u rắn.

Các nền tảng organ-on-chip vi lưu chất tích hợp tế bào SK-HEP-1 cho phép quan sát thời gian thực quá trình mọc mạch máu đáp ứng với các yếu tố do khối u sản sinh. Các hệ thống này cung cấp cái nhìn chưa từng có về quá trình hình thành mạch máu động lực học đồng thời cho phép kiểm soát chính xác các thông số môi trường vi mô.

Sự tương quan với các mô hình xenograft in vivo xác nhận tính liên quan của các phát hiện in vitro dựa trên SK-HEP-1. Các khối u SK-HEP-1 trong chuột thiếu miễn dịch có độ mạch máu hóa cao và phản ứng với các liệu pháp chống tạo mạch, xác nhận giá trị dự đoán của các phương pháp sàng lọc dựa trên tế bào.

Sản phẩm được khuyến nghị cho nghiên cứu tạo mạch máu:

Tế bào SK-HEP-1 (300334) - Mô hình chính cho quá trình tạo mạch máu ung thư gan
Tế bào HepG2 (300198) - Dòng tế bào kiểm soát tương tự tế bào gan
DMEM High Glucose (820300a) - Dung dịch nuôi cấy tiêu chuẩn
Dung dịch đông lạnh CM-ACF (800650) - Dung dịch đông lạnh không chứa huyết thanh