北 京 基 爾 比 生物科技公司主營產(chǎn)品：

Kilby 多通道3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，

Kilby Gravity 微超重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，

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Kirkstall Quasi Vivo 類器官3D串聯(lián)芯片灌注培養(yǎng)系統(tǒng)

在腫瘤微環(huán)境（TME）研究領(lǐng)域，傳統(tǒng)體外模型常受限于無法模擬體內(nèi)動(dòng)態(tài)細(xì)胞互作、難以單獨(dú)分析各細(xì)胞類型響應(yīng)等問題，而三陰性乳腺癌（TNBC）作為高轉(zhuǎn)移性、預(yù)后差的惡性腫瘤，其缺氧微環(huán)境中分泌的外泌體（EVh）對 TME 的調(diào)控機(jī)制更是研究難點(diǎn)。

傳統(tǒng) 2D 細(xì)胞培養(yǎng)無法模擬體內(nèi)細(xì)胞間的動(dòng)態(tài)信號交流，3D 共培養(yǎng)雖提升復(fù)雜性，卻難以單獨(dú)追蹤不同細(xì)胞類型的響應(yīng) —— 這一行業(yè)痛點(diǎn)長期制約腫瘤微環(huán)境研究的精準(zhǔn)性。

Kirkstall 串聯(lián)多細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，憑借其獨(dú)特的多室循環(huán)設(shè)計(jì)，為突破上述研究瓶頸提供了關(guān)鍵工具。

2025年7月，來自巴西圣卡洛斯聯(lián)邦大學(xué)（Universidade Federal de S?o Carlos, UFSCar） 與巴西巴雷圖斯癌癥醫(yī)院（Barretos Cancer Hospital）的Heloisa Sobreiro Selistre-de-Araujo等學(xué)者以Kirkstall 串聯(lián)多細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)“多室分隔 + 循環(huán)流動(dòng)" 的雙重創(chuàng)新設(shè)計(jì) ，為體外還原 TME 生理狀態(tài)提供了全新的解決方案，其核心優(yōu)勢匹配學(xué)術(shù)研究對 “精準(zhǔn)性、可追溯性、生理性" 的需求。

原文作者研究以 “TNBC 缺氧外泌體（EVh）如何構(gòu)建保護(hù)性腫瘤微環(huán)境" 為核心科學(xué)問題，全程以 Kirkstall 串聯(lián)多細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)為關(guān)鍵研究平臺，設(shè)計(jì)了 “從單細(xì)胞響應(yīng)到多細(xì)胞互作" 的遞進(jìn)式研究路徑，充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)對復(fù)雜科學(xué)問題的支撐能力：

一、研究思路

1. （一）先析單細(xì)胞效應(yīng)，明確 EVh 的基礎(chǔ)調(diào)控作用：

2. 通過傳統(tǒng)單培養(yǎng)對比，初步驗(yàn)證 EVh 對單一細(xì)胞類型的影響 —— 如誘導(dǎo)單核細(xì)胞（THP-1）分化為 M2 型巨噬細(xì)胞（抗炎癥、促腫瘤表型）、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞明膠侵襲能力等，為后續(xù)多細(xì)胞互作研究奠定基礎(chǔ)。

3. （二）再用 Kirkstall 串聯(lián)多細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)循環(huán)共培養(yǎng)，解析 EVh 的系統(tǒng)性調(diào)控網(wǎng)絡(luò)：

4. 將 TME 四大核心細(xì)胞類型（TNBC 細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、單核細(xì)胞）分別接種于 Kirkstall Quasi Vivo各培養(yǎng)室，啟動(dòng)循環(huán)體系并加入 EVh 處理，通過以下維度揭示 EVh 的保護(hù)性機(jī)制：

5. 追蹤巨噬細(xì)胞在循環(huán)體系中的分布（如 THP-1 在 TNBC 細(xì)胞室的聚集情況），分析 EVh 對巨噬細(xì)胞吞噬功能的抑制作用；

6. 檢測各細(xì)胞室中細(xì)胞形態(tài)、侵襲能力變化（如 TNBC 細(xì)胞的明膠降解面積）；

7. 收集循環(huán)培養(yǎng)液，分析細(xì)胞因子（IL-6、IL-1β）、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP-2）的分泌水平，構(gòu)建 EVh 調(diào)控 TME 的 “細(xì)胞 - 分子" 關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

8. （三）結(jié)合傳統(tǒng)共培養(yǎng)（直接 / 間接），驗(yàn)證 Kirkstall 串聯(lián)多細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠性：

9. 將 Kirkstall 串聯(lián)多細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)果與 Boyden 小室間接共培養(yǎng)、同孔直接共培養(yǎng)的數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)三者均證實(shí) “EVh 促進(jìn)促腫瘤表型"，但 Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)能額外捕捉到 “EVh 通過循環(huán)體系增強(qiáng)成纖維細(xì)胞 II 型 / III 型膠原合成" 這一傳統(tǒng)模型未發(fā)現(xiàn)的效應(yīng) —— 進(jìn)一步凸顯該系統(tǒng)在 “揭示系統(tǒng)性調(diào)控機(jī)制" 上的值。

1. 二、關(guān)鍵研究步驟

2. 2.1 EVh 制備與表征：為后續(xù)實(shí)驗(yàn)奠定高質(zhì)量基礎(chǔ)：

• 從缺氧培養(yǎng)（1% O?）的 MDA-MB-231 細(xì)胞中，通過差速超速離心法提取 EVh，依據(jù) MISEV2023 指南，用 Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)兼容的檢測手段（納米顆粒追蹤分析 NTA、透射電鏡 TEM、Western blot）驗(yàn)證 EVh 的純度與特性 ——NTA 顯示 EVh 粒徑集中在 130.2±78.7nm，Western blot 檢測到 CD63、ALIX 等外泌體標(biāo)志物，未檢測到鈣連蛋白（細(xì)胞污染標(biāo)志物），確保實(shí)驗(yàn)材料的可靠性。

1. 2.2 串聯(lián)多細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：標(biāo)準(zhǔn)化操作降低變量干擾：

• 細(xì)胞接種：各培養(yǎng)室分別接種 5×10? cells/mL 的 MDA-MB-231、HUVEC，1×10? cells/mL 的 HDFa，THP-1 單核細(xì)胞預(yù)染后加入循環(huán) reservoir；

• 處理分組：設(shè)置 EVh 處理組（10? particles/mL）與 PBS 對照組，37℃、5% CO?條件下循環(huán)培養(yǎng) 24h；

• 數(shù)據(jù)采集：培養(yǎng)結(jié)束后，單獨(dú)收集各室細(xì)胞進(jìn)行免疫熒光染色（如膠原 II/III、β- 連環(huán)蛋白），循環(huán)培養(yǎng)液用于 ELISA 細(xì)胞因子檢測與明膠酶譜分析 —— 整個(gè)流程中，Kirkstall Quasi Vivo 系統(tǒng)的精準(zhǔn)流速控制與穩(wěn)定溫濕度環(huán)境，確保了兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性，降低了因操作差異導(dǎo)致的誤差。

三、研究結(jié)果

1. 3.1 EVh 誘導(dǎo) M2 型巨噬細(xì)胞，抑制腫瘤細(xì)胞吞噬清除

2. 通過系統(tǒng)追蹤 THP-1 細(xì)胞的分化與分布，發(fā)現(xiàn) EVh 處理后，單核細(xì)胞分化為 M2 型巨噬細(xì)胞（IL-10 表達(dá)維持、IL-6 降低），且在 TNBC 細(xì)胞室的聚集減少；同時(shí)，TNBC 細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的 “吞噬死亡"（Phagoptosis）率顯著降低（完整細(xì)胞比例提升 30% 以上）。這一結(jié)果在動(dòng)態(tài)循環(huán)模型中證實(shí)：EVh 通過調(diào)控巨噬細(xì)胞表型，為腫瘤細(xì)胞構(gòu)建 “免疫保護(hù)屏障"。

3. 3.2 EVh 激活內(nèi)皮細(xì)胞促血管生成表型，助力腫瘤侵襲

4. 單獨(dú)分析 HUVEC 細(xì)胞響應(yīng)顯示，EVh 處理后內(nèi)皮細(xì)胞中 β- 連環(huán)蛋白（細(xì)胞間黏附關(guān)鍵分子）、VEGFR2（血管生成受體）的表達(dá)分別提升 2.1 倍、1.8 倍，同時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞的明膠侵襲面積增加 40%—— 表明 EVh 通過增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附與侵襲能力，為腫瘤細(xì)胞穿透血管、發(fā)生轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件。這一發(fā)現(xiàn)為靶向 EVh - 內(nèi)皮細(xì)胞互作的抗轉(zhuǎn)移藥物篩選提供了靶點(diǎn)。

5. 3.3 EVh 促進(jìn)成纖維細(xì)胞膠原合成，重塑 ECM 支撐腫瘤生長

6. 對Kirkstall Quasi Vivo 系統(tǒng)的成纖維細(xì)胞室分析顯示，EVh 處理后 II 型、III 型膠原的表達(dá)分別提升 2.3 倍、1.9 倍，且膠原主要分布在細(xì)胞周圍 —— 這種 ECM 重塑會增加腫瘤微環(huán)境的硬度，為腫瘤細(xì)胞的增殖與遷移提供物理支撐，同時(shí)可能增強(qiáng)腫瘤對放療的抵抗性。這一結(jié)果為 “聯(lián)合靶向 EVh 與膠原重塑的綜合治療策略" 提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

7. 3.4 循環(huán)體系驗(yàn)證 EVh 的系統(tǒng)性調(diào)控作用：

8. 與傳統(tǒng)靜態(tài)培養(yǎng)相比，Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)的循環(huán)環(huán)境更真實(shí)地模擬了體內(nèi) EVh 的擴(kuò)散效應(yīng) —— 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EVh 在循環(huán)體系中可同時(shí)調(diào)控三種以上細(xì)胞類型，且各細(xì)胞的響應(yīng)存在協(xié)同效應(yīng)（如內(nèi)皮細(xì)胞的促血管生成表型與成纖維細(xì)胞的 ECM 重塑共同促進(jìn)腫瘤侵襲）。這一結(jié)果凸顯了 “動(dòng)態(tài)循環(huán)模型" 在研究 TME 系統(tǒng)性調(diào)控中的不可替代性，也印證了 Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)對 “復(fù)雜生物學(xué)過程" 的還原能力。

Kirkstall Quasi Vivo串聯(lián)多細(xì)胞/器官灌注培養(yǎng)系統(tǒng)以其創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，為腫瘤微環(huán)境研究、藥物篩選、精準(zhǔn)醫(yī)療等領(lǐng)域提供了 “從實(shí)驗(yàn)室到臨床" 的全鏈條工具價(jià)值：

1. 對科研機(jī)構(gòu)：提升研究精準(zhǔn)性與創(chuàng)新性：系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)模型 “無法模擬動(dòng)態(tài)互作、難以單獨(dú)追蹤細(xì)胞響應(yīng)" 的痛點(diǎn)，助力研究人員發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)模型遺漏的關(guān)鍵機(jī)制（如 EVh 對成纖維細(xì)胞膠原合成的調(diào)控），為發(fā)表高水平學(xué)術(shù)成果提供技術(shù)支撐。

2. 對制藥企業(yè)：加速抗腫瘤藥物篩選與驗(yàn)證：可基于系統(tǒng)構(gòu)建 “個(gè)性化 TME 模型"（如患者來源的腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)），用于評估藥物對 TME 各細(xì)胞類型的影響，預(yù)測藥物在體內(nèi)的療效與毒性，縮短藥物研發(fā)周期。

3. 對臨床轉(zhuǎn)化：推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療落地：通過模擬患者 TME 的動(dòng)態(tài)特征，可用于分析不同患者腫瘤外泌體的調(diào)控差異，為 “基于外泌體的預(yù)后標(biāo)志物篩選"“個(gè)體化治療方案制定" 提供實(shí)驗(yàn)平臺。

Kirkstall Quasi Vivo®多細(xì)胞器官串聯(lián)式灌流培養(yǎng)系統(tǒng)