腫瘤藥物開發的過程需要在生化和細胞水平上評估所使用的物質的生物活性、藥理效應和治療價值。整個篩選過程需要應用于藥理學實驗模型，其中動物實驗模型是常見的藥理毒理學實驗模型。在美國東部時間9月29日，美國參議院通過了FDA現代化法案2.0，該法案廢除了1938年食品、藥品和化妝品法案（FDCA）中所有藥物都必須在動物上進行毒性測試的規定。值得注意的是，該法律并沒有禁止動物測試，而是允許藥物開發者在可行的情況下使用替代方法。其他方法，如類器官和人工智能（AI），也可能作為實驗方法。

圖：不同模型系統特征的比較[1]

PDO 模型

患者衍生的類器官（PDOs）是通過體外培養來自患者的腫瘤組織獲得的實體，這些組織通過活檢、穿刺或外科手術切除并在體外培養一定時間。PDOs在保持原腫瘤的異質性和患者間異質性的同時，也展現出在個體間的均勻形態和規模，為藥物篩選提供了更為便捷的解決方案。在PDOs的制備過程中，基質膠作為重要材料，能夠加速PDOs的形成。

基質膠的主要成分包括層粘連蛋白、IV型膠原、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）、nidogen，以及TGF-beta、EGF、IGF、FGF、組織纖溶酶原激活物等生長因子，這些生長因子在EHS腫瘤中天然存在。它為組織和細胞提供了支持、拉伸強度和支架支持。由Arcegen Biology開發和生產的Arcegel™ Matrix Gel不含LDEV（乳酸脫氫酶增高病毒），內毒素含量超低，并且經過徹底的支原體檢測以確保無污染，包括不同類型如基礎濃度、高濃度、低生長因子濃度等的基質膠。
 

使用說明

產品特點

高安全性：無LDEV（乳酸脫氫酶升高病毒）

多種濃度：濃度范圍在8至20毫克/毫升之間

良好的批間穩定性：嚴格的生產質量檢驗流程確保不同批次之間的性能穩定

低內毒素水平：內毒素含量小于8 EU/毫升

污染物檢測：經檢測無支原體、細菌和真菌殘留

高產量：產量超過30升/月

良好的兼容性：與任何類型的細胞培養基兼容
 

體內腫瘤形成實驗

實驗步驟

以HepG2細胞在裸鼠中進行皮下腫瘤形成實驗為例，Arcegel高濃度基質膠和細胞懸浮液按1:1比例稀釋后，皮下注射到4-5周齡的雌性BALB/c-nu裸鼠中。實驗步驟如下：

1. 細胞收集前，準備對數生長期的細胞，細胞密度大約為80-90%，并于細胞收集前夜更換為新鮮培養基。

2. 用胰酶消化細胞，當細胞變圓但未從培養皿上脫離時移去胰酶，加入無血清培養基制成細胞懸浮液，離心并洗滌一次，重懸至最終濃度為5×10^7細胞/毫升。

3. 在4°C下將細胞懸浮液和Arcegel高濃度基質膠按1:1比例稀釋，制備最終濃度為5×10^7細胞/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。接種時，針頭要稍微深入皮下，約1厘米深，以減少注射后細胞懸浮液從針孔溢出。注射體積為200微升。（此過程應在半小時內完成，細胞懸浮液應放置在冰上，以減緩細胞凋亡并防止凝膠化）。

5. 將裸鼠放回籠中繼續飼養。大約1周到1個月后可以觀察到腫瘤。根據實驗設計，當腫瘤體積達到所需大小時，對裸鼠實施安樂死并拍照。

注意：對照組由培養基和細胞的懸浮液組成，最終密度與基質膠實驗組相同。
 

實驗結果

圖：HepG2細胞在BALB/c-nu小鼠中1個月后的腫瘤形成情況

常見問題解答

01. 為什么收到的基質凝膠會出現顏色變化（從淡黃色變為深紅色）？
對于含有酚紅的基質凝膠，顏色變化的主要原因是酚紅與碳酸氫鹽和二氧化碳之間的相互作用。然而，在與5%二氧化碳平衡后，顏色差異會減小。解凍后，輕輕搖晃試劑瓶，使基質凝膠均勻分散。

02. 處理基質凝膠時應采取哪些預防措施？
所有操作都應在無菌環境中進行，并使用預冷的移液槍頭以確?；|凝膠均勻分散。

03. 基質凝膠應如何分裝和儲存以備后用？
解凍后，Arcegel基質凝膠可以分裝到多個預冷的儲存管中?？焖倮鋬霾Υ嬉员苊夥磸蛢鋈?。使用過程中涉及的所有物品都應預冷，包括處理基質凝膠時使用的預冷移液槍頭、槍頭和管子。

04. 可以使用普通小鼠進行實驗嗎？
使用裸鼠進行實驗是有利的，因為它們沒有胸腺，導致免疫力較低，對腫瘤細胞沒有免疫反應，使得它們更容易形成腫瘤。

05. 腫瘤不生長可能是什么原因？
可能的原因包括注射的細胞數量太少、細胞活力差，或者細胞本身不具備腫瘤形成能力，需要更長的培養時間。建議使用中等年齡（4-6周）的免疫缺陷小鼠。
 

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