DOI:10.1021/acsabm.0c00679

生物支架是支持三维（3D）细胞培养的重要基质。丝素蛋白（SF）具有良好的生物相容性和力学性能，是一种极具吸引力的组织工程生物材料。静电纺丝是制备SF纤维支架最常用的方法之一。然而，该技术仍面临着许多挑战，例如产量低、有机溶剂残留、纤维的可扩展性有限以及缺乏对孔径的空间控制等。为了克服这些局限性，使用温和的一步浸涂法制备了核壳结构的丝素@宣纸（SF@RP）纤维支架。RP的纤维素纤维基质是3D支架的物理基础，而纤维素纤维上的SF涂层控制着细胞的粘附/扩散。结果表明，通过调节SF@RP支架表面上SF的二级结构，可以调节SF@RP上的细胞行为。相比于在具有更高比例的β-折叠二级结构的SF@RP支架上的细胞粘附和扩散，在具有主要随机二级结构的SF@RP支架上形成了肿瘤球体。乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7、肺癌A549、前列腺癌DU145和肝癌HepG2细胞的直接培养可自发导致SF@RP上相应的肿瘤球体。此外，研究了HepG2肿瘤球体的生理特性，结果表明，与HepG2单层细胞相比，在SF@RP支架上形成的HepG2细胞球中的CYP3A4、CYP1A1和白蛋白基因表达水平明显更高。而且，这些球体显示出更高的耐药性。总之，这些通过浸涂法制备的SF@RP支架是具有良好生物相容性的细胞培养基质，特别是对于肿瘤细胞球体的形成而言。

图1.（a）SF涂覆RP的BCA法表征。（b）RP和不同SF浓度的SF@RP的FESEM图像。比例尺：10μm，RP：宣纸，SF@RP：丝素@宣纸。

图2.RP、SF和10％SF@RP的C 1s、O 1s和N 1s XPS光谱图。

图3.在RP和SF@RP支架上生长的DU 145、MCF-7、A549和MDA-MB-231细胞的H＆E染色明场图像。比例尺：100μm。

图4.在RP、2.5％SF@RP、5.0％SF@RP和10％SF@RP支架上生长的HepG2细胞的H＆E染色明场图像；比例尺：100μm。

图5.（a）RP、SF和SF@RP的FTIR分析，以及（b）由不同SF浓度制备的SF@RP的去卷积FTIR光谱；α表示α-螺旋，β表示β-折叠，t表示匝数，r表示无规线圈二级结构。

图6.（a）MTT分析表征了HepG2在TCP和10％SF@RP上的增殖，以及（b）在1天和5天培养后TCP和10％SF@RP上生长的HepG2细胞的钙黄绿素-AM和PI荧光染色；比例尺：100μm。

图7.通过qPCR分析在SF@RP上培养1天和5天的HepG2细胞中（a）CDH1和CDH2以及（b）HIF-1α和HIF-2α的相对mRNA表达；*表示p＜0.05，**表示p＜0.01。

图8.通过qPCR分析在TCP和SF@RP上培养的HepG2细胞中CYP4A3、CYP1A1和白蛋白的相对mRNA表达。*表示p＜0.05，**表示p＜0.01。

图9.SF@RP在药物功效测试中的应用。（a）在2D（TCP，组织培养板）和3D（RP和SF@RP）平台上培养的HepG2细胞的细胞活力；*表示p＜0.05，**表示p＜0.01，（b）在RP和SF@RP上培养的HepG2细胞中CDH1和CDH2的相对mRNA表达。