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在全球范围内,肝癌已成为癌症相关死亡的第二大原因,每年新发病例接近850,000例。尽管在临床上面临着严重危机,但很少有新的抗癌药物可供使用,其主要是因为传统药物筛查模型(二维(2D)细胞培养和动物模型)所筛查出有效的化合物经常在临床试验中失败。由于传统的2D细胞培养模型不足,无法模拟体内复杂的病理生理条件和预测治疗化合物的毒性。此外,动物模型虽然被用作药物测试的黄金标准,但这些模型既昂贵又耗时,更重要的是,它们无法可靠地预测临床研究中的安全性和有效性。因此,创建可靠的,具有成本效益的体外模型促进抗癌药物的开发和弥补常规模型的弊端,对于提高肝癌的临床管理至关重要。尽管肿瘤芯片技术提供了筛选药物毒性的可行方法,但它们在模拟天然肿瘤细胞外微环境(ECM)以更好地模拟生理性相关环境的能力上仍然有限。为了更好地模拟ECM,我们发展了一种仿生3D肝脏肿瘤芯片将脱细胞肝基质(DLM)的必要成分和明胶甲基丙烯酰水凝胶(GelMA)结合并整合到3D动态的微流控细胞培养系统中。将整合了 GelMA和DLM组分的仿生肝脏肿瘤芯片,与仅有GelMA的肝肿瘤芯片相比,其具有更好地维持细胞活力和在流动条件下增强肝细胞功能的能力。基于DLM-GelMA的肿瘤芯片的的性能上的提升可归因于DLM中生物化学因子(例如,生长因子),支架蛋白的保存以及结合GelMA后生物物理学因素的重建(例如,硬度和剪切应力)以更好地构建3D肝脏ECM。此外,这种基于DLM-GelMA的肿瘤芯片表现出对乙酰氨基酚和索拉非尼线性剂量依赖性药物毒性的反应。总之,我们的研究表明基于DLM-GelMA的仿生肝脏肿瘤芯片更好地模拟体内ECM,并为广泛的病理生理学和药理学研究提供了巨大的希望。