肿瘤药物开发的过程需要在生化和细胞水平上评估所使用的物质的生物活性、药理效应和治疗价值。整个筛选过程需要应用于药理学实验模型，其中动物实验模型是常见的药理毒理学实验模型。在美国东部时间9月29日，美国参议院通过了FDA现代化法案2.0，该法案废除了1938年食品、药品和化妆品法案（FDCA）中所有药物都必须在动物上进行毒性测试的规定。值得注意的是，该法律并没有禁止动物测试，而是允许药物开发者在可行的情况下使用替代方法。其他方法，如类器官和人工智能（AI），也可能作为实验方法。

图：不同模型系统特征的比较[1]

PDO 模型

患者衍生的类器官（PDOs）是通过体外培养来自患者的肿瘤组织获得的实体，这些组织通过活检、穿刺或外科手术切除并在体外培养一定时间。PDOs在保持原肿瘤的异质性和患者间异质性的同时，也展现出在个体间的均匀形态和规模，为药物筛选提供了更为便捷的解决方案。在PDOs的制备过程中，基质胶作为重要材料，能够加速PDOs的形成。

基质胶的主要成分包括层粘连蛋白、IV型胶原、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）、nidogen，以及TGF-beta、EGF、IGF、FGF、组织纤溶酶原激活物等生长因子，这些生长因子在EHS肿瘤中天然存在。它为组织和细胞提供了支持、拉伸强度和支架支持。由Arcegen Biology开发和生产的Arcegel™ Matrix Gel不含LDEV（乳酸脱氢酶增高病毒），内毒素含量超低，并且经过彻底的支原体检测以确保无污染，包括不同类型如基础浓度、高浓度、低生长因子浓度等的基质胶。
 

使用说明

产品特点

高安全性：无LDEV（乳酸脱氢酶升高病毒）

多种浓度：浓度范围在8至20毫克/毫升之间

良好的批间稳定性：严格的生产质量检验流程确保不同批次之间的性能稳定

低内毒素水平：内毒素含量小于8 EU/毫升

污染物检测：经检测无支原体、细菌和真菌残留

高产量：产量超过30升/月

良好的兼容性：与任何类型的细胞培养基兼容
 

体内肿瘤形成实验

实验步骤

以HepG2细胞在裸鼠中进行皮下肿瘤形成实验为例，Arcegel高浓度基质胶和细胞悬浮液按1:1比例稀释后，皮下注射到4-5周龄的雌性BALB/c-nu裸鼠中。实验步骤如下：

1. 细胞收集前，准备对数生长期的细胞，细胞密度大约为80-90%，并于细胞收集前夜更换为新鲜培养基。

2. 用胰酶消化细胞，当细胞变圆但未从培养皿上脱离时移去胰酶，加入无血清培养基制成细胞悬浮液，离心并洗涤一次，重悬至最终浓度为5×10^7细胞/毫升。

3. 在4°C下将细胞悬浮液和Arcegel高浓度基质胶按1:1比例稀释，制备最终浓度为5×10^7细胞/毫升的混合物。

4. 用左手固定裸鼠，在鼠的右肩部皮下注射混合物。接种时，针头要稍微深入皮下，约1厘米深，以减少注射后细胞悬浮液从针孔溢出。注射体积为200微升。（此过程应在半小时内完成，细胞悬浮液应放置在冰上，以减缓细胞凋亡并防止凝胶化）。

5. 将裸鼠放回笼中继续饲养。大约1周到1个月后可以观察到肿瘤。根据实验设计，当肿瘤体积达到所需大小时，对裸鼠实施安乐死并拍照。

注意：对照组由培养基和细胞的悬浮液组成，最终密度与基质胶实验组相同。
 

实验结果

图：HepG2细胞在BALB/c-nu小鼠中1个月后的肿瘤形成情况

常见问题解答

01. 为什么收到的基质凝胶会出现颜色变化（从淡黄色变为深红色）？
对于含有酚红的基质凝胶，颜色变化的主要原因是酚红与碳酸氢盐和二氧化碳之间的相互作用。然而，在与5%二氧化碳平衡后，颜色差异会减小。解冻后，轻轻摇晃试剂瓶，使基质凝胶均匀分散。

02. 处理基质凝胶时应采取哪些预防措施？
所有操作都应在无菌环境中进行，并使用预冷的移液枪头以确保基质凝胶均匀分散。

03. 基质凝胶应如何分装和储存以备后用？
解冻后，Arcegel基质凝胶可以分装到多个预冷的储存管中。快速冷冻并储存以避免反复冻融。使用过程中涉及的所有物品都应预冷，包括处理基质凝胶时使用的预冷移液枪头、枪头和管子。

04. 可以使用普通小鼠进行实验吗？
使用裸鼠进行实验是有利的，因为它们没有胸腺，导致免疫力较低，对肿瘤细胞没有免疫反应，使得它们更容易形成肿瘤。

05. 肿瘤不生长可能是什么原因？
可能的原因包括注射的细胞数量太少、细胞活力差，或者细胞本身不具备肿瘤形成能力，需要更长的培养时间。建议使用中等年龄（4-6周）的免疫缺陷小鼠。
 

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