ATP-responsive mitochondrial probes for monitoring metabolic processes of glioma stem cells in a 3D model.
ATP-responsive mitochondrial probes for monitoring metabolic processes of glioma stem cells in a 3D model.
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用于监测 3D 模型中神经胶质瘤干细胞代谢过程的 ATP 响应线粒体探针
DOI：
10.1039/c9sc06185a
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发表时间：
2020-02-04
期刊：
影响因子：
8.4
通讯作者：
Sun J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lin L;Yi L;Zhao F;Wu Z;Zheng Y;Li N;Lin JM;Sun J
肿瘤干细胞（cancer stem cells, CSCs）的转移级联总是伴随着三磷酸腺苷（adenosine triphosphate， ATP）水平的升高以及能量代谢的改变，以支持其分化和迁移。在这里，我们提出了一个3D微流控肿瘤模型，结合atp响应线粒体探针（AMP），用于研究胶质瘤干细胞（GSCs）的代谢过程。三维肿瘤模型具有一个模拟细胞外基质（ECM）的中间基质凝胶微通道，该微通道夹在GSC培养室和刺激室之间。amp由结构开关ATP适体和三苯基磷酸（TPP）共轭肽核酸（PNAs）组成。在TGF-β刺激下，由于上皮-间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition， EMT）， GSCs的侵袭性迁移伴随着高ATP水平和梭形间质形态。此外，酸性胁迫可以使GSCs处于低能状态，而长期的低pH刺激会筛选出更多的恶性胶质瘤细胞。这种amp辅助的三维微流控肿瘤模型为研究csc的生物学特性提供了巨大的机会。肿瘤干细胞（cancer stem cells, CSCs）的转移级联通常伴随着三磷酸腺苷（adenosine triphosphate， ATP）水平的升高以及能量代谢的改变，以支持其分化和迁移。
The metastatic cascade of cancer stem cells (CSCs) is always accompanied by elevated levels of adenosine triphosphate (ATP) as well as the alterntion of energy metabolism to support their differentiation and migration. Here we propose a 3D microfluidic tumor model coupled with an ATP-responsive mitochondrial probe (AMP) for investigation of metabolic processes of glioma stem cells (GSCs). The 3D tumor model has a middle matrix gel microchannel mimicking the extracellular matrix (ECM), which is sandwiched between a GSC culture chamber and a stimulation chamber. The AMPs consist of structure-switching ATP aptamers and triphenylphosphonium (TPP)-conjugated peptide nucleic acids (PNAs). Under TGF-β stimulation, invasive migration of GSCs accompanied by a high ATP level and spindle mesenchymal morphologies is observed due to the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT). Moreover, acidic stress can keep GSCs in a low-energy state, while long-term low pH stimulation screens out more malignant glioma cells. This AMP-assisted 3D microfluidic tumor model provides a tremendous opportunity for studying the biological properties of CSCs. The metastatic cascade of cancer stem cells (CSCs) is always accompanied by elevated levels of adenosine triphosphate (ATP) as well as the alteration of energy metabolism to support their differentiation and migration.
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