- 4 次围观
临床前药物评价在很大程度上依赖二维（2D）单层培养检测，而此类检测无法重现肿瘤微环境的结构和功能复杂性，因此可能会误判治疗效果。在此，我们提出VITAL（基于体积成像的毒性与活细胞分析，Volumetric Imaging-based Toxicity and Live Analysis）平台，这是一种高通量成像平台，采用96孔板形式，通过体积成像结合自动化单细胞分析，实现对二维和三维（3D）细胞外基质（ECM）培养中细胞增殖与细胞死亡的直接单细胞定量。VITAL能够动态评估药物反应，突破传统活力检测和EC值测定的局限。利用经抗癌药物处理的乳腺癌细胞系，我们系统比较了二维与三维微环境中的药物反应。尽管不同培养形式下的EC值通常较为接近，但在三维培养中，细胞生长动力学以及诱导完全生长停滞或细胞净丢失所需的药物浓度存在显著差异。尤其是，在三维培养中诱导细胞净丢失所需的药物浓度始终更高，揭示了仅凭EC值无法捕捉的、依赖微环境的细胞存活反应。此外，在三维培养条件和延长处理时间下，临床预期的亚型特异性反应得到了更准确的解析，包括ER阳性细胞对他莫昔芬的敏感性以及BRCA1突变细胞对奥拉帕利的敏感性。综上，这些研究结果表明，基于生长状态的单细胞定量较传统终点测量能够更全面地评估治疗效果，并确立了VITAL作为一种可扩展且具有生理相关性的临床前药物筛选平台。
VITAL-3D：基于体积的单细胞定量揭示乳腺癌中依赖微环境的药物反应 | bioRxiv
跳转至主要内容 主页 关于 投稿 提醒 / RSS 搜索此关键词 高级搜索 最新结果
# VITAL-3D：基于体积的单细胞定量揭示乳腺癌中依赖微环境的药物反应
查看 ORCID 记录
Pei-Hsun Wu， Chongguang Jin， Tiffany Chu， Qiming Zhang， Denis Wirtz
doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.31.748448
Pei-Hsun Wu 约翰斯·霍普金斯大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Pei-Hsun Wu 的 ORCID 记录
通讯作者： pwu27{at}jhu.edu
Chongguang Jin 约翰斯·霍普金斯大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Tiffany Chu 约翰斯·霍普金斯大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Qiming Zhang 约翰斯·霍普金斯大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Denis Wirtz 约翰斯·霍普金斯大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
## 摘要
信息 / 历史 指标 补充材料 预览 PDF
## 摘要
临床前药物评价高度依赖二维（2D）单层培养实验，但这类实验无法再现肿瘤微环境的结构和功能复杂性，因此可能会错误地反映治疗效果。在此，我们提出 VITAL（基于体积成像的毒性与活体分析，Volumetric Imaging-based Toxicity and Live Analysis），这是一种高通量成像平台，采用 96 孔板格式，通过在二维和三维（3D）细胞外基质（ECM）培养中进行体积成像与自动化单细胞分析，实现对细胞增殖和细胞死亡的直接单细胞定量。VITAL 将体积成像与自动化单细胞分析相结合，从而能够超越传统活力检测和 EC₅₀ 测量，对药物反应进行动态评估。
我们采用经抗癌药物处理的乳腺癌细胞系，系统比较了二维和三维微环境中的药物反应。尽管不同培养模式下的 EC₅₀ 值通常具有可比性，但在三维培养中，生长动力学以及诱导完全生长停滞或细胞净损失所需的药物浓度均存在显著差异。特别是，在三维培养中，诱导细胞净损失所需的药物浓度始终更高，揭示出仅凭 EC₅₀ 无法捕捉的、依赖微环境的细胞存活反应。
此外，在三维培养条件和延长的处理时间下，临床预期的亚型特异性反应得到了更准确的解析，包括 ER 阳性细胞对他莫昔芬的敏感性以及 BRCA1 突变细胞对奥拉帕利的敏感性。综上，这些研究结果表明，基于生长的单细胞定量较传统终点测量能够更全面地评估治疗效果，并确立了 VITAL 作为一种可扩展且具有生理学相关性的临床前药物筛选平台的地位。
## 利益冲突声明
## 资助者信息声明
NIH 共同基金， https://ror.org/001d55x84，UG3CA275681， UH3CA275681
国家癌症研究所， https://ror.org/040gcmg81，U54CA268083， R01CA300052
## 版权
本预印本的。
该内容依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 提供。
返回顶部 上一篇 下一篇
发布于 2026 年 9 月 2 日。
下载 PDF 补充材料 电子邮件
感谢您有意传播 bioRxiv 上的内容。
您的电子邮件地址 *
您的姓名 *
发送至 *
请输入多个地址，每行一个，或使用逗号分隔。
您即将发送以下内容：
VITAL-3D：基于体积的单细胞定量揭示乳腺癌中依赖微环境的药物反应
消息主题
（您的姓名）已从 bioRxiv 向您转发一个页面
消息正文
（您的姓名）认为您可能会对 bioRxiv 网站上的这一页面感兴趣。
您的个人留言：
验证码
此问题用于测试您是否为人类访客，并防止自动垃圾信息提交。
分享
# VITAL-3D：基于体积的单细胞定量揭示乳腺癌中依赖微环境的药物反应
Pei-Hsun Wu， Chongguang Jin， Tiffany Chu， Qiming Zhang， Denis Wirtz
bioRxiv 2026.08.31.748448； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.31.748448
分享本文：
复制
引用工具
# VITAL-3D：基于体积的单细胞定量揭示乳腺癌中依赖微环境的药物反应
Pei-Hsun Wu， Chongguang Jin， Tiffany Chu， Qiming Zhang， Denis Wirtz
bioRxiv 2026.08.31.748448； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.31.748448
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.748448v1?rss=1
🏷️ 单细胞定量 三维细胞培养 肿瘤微环境 药物反应 乳腺癌 高通量药物筛选