背景原发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一,在消化系统中恶性程度仅次于胰腺癌。目前,肝癌的首选治疗方式仍以外科手术为主,而对于术后或晚期患者,化疗及靶向药物治疗仍处于重要地位。对于抗肿瘤药物筛选,临床药物试验是最有效的方法,但由于安全及伦理道德等因素,并不能得到广泛应用。体外二维平面培养模型和动物模型是肿瘤研究领域最常用的模型,但两种模型分别存在空间结构缺陷及种属差异问题,无法真实模拟人体内肿瘤生长的微环境。近些年3D生物打印技术的快速发展,使得以快速、经济的方式构建体外3D细胞模型成为可能。然而目前对于应用3D生物打印技术构建肝癌模型,并利用转录组测序技术对模型功能进行评估的研究尚无报道。目的1.利用3D生物打印技术,构建体外3D和2D肝癌模型,对3D生物打印体内的细胞存活情况进行观察,同时对细胞存活率进行计算;并对二者细胞增殖情况进行比较;2.利用转录组(RNA-seq)测序技术,对构建的体外3D及2D肝癌模型细胞功能进行比较。方法1.利用3D生物打印技术,将人源肝癌细胞(HepG2)/细胞外基质在体外定位装配成三维类肿瘤组织模型,同时构建传统2D肝癌组织模型,分别利用免疫荧光染色及CCK-8试剂盒及酶标仪技术,检测肝癌细胞在3D结构体中的存活率及第1,3,5和7天时3D和2D培养体内细胞增殖情况;2.利用RNA-seq技术,对2D平面培养和3D结构体的肝癌细胞进行转录组分析。结果1.3D培养结构体中的细胞的存活率分别为95.4 ± 4.6%;3D与2D培养体增殖活性对比:前5天时间,2D培养体内的细胞比3D培养体内的细胞增殖速度快,第5天后3D培养体内细胞增殖速度超过2D培养体,同时2D培养体增殖速度呈下降趋势;2.RNA-Seq结果显示3D及2D肝癌模型中的细胞,差异表达基因共617个,其中上调的基因为235个,下调的基因为382个。对差异基因分别进行功能富集后,可推测3D及2D结构模型中的多种细胞功能方面具有差异。研究发现了 40个转录因子的mRNA水平在3D和2D培养细胞间具有显著差异,这些转录因子的表达差异可能参与细胞增殖和分化等生物学过程的调控。结论:1.3D生物打印构建的模型体中细胞存活率及增殖活性均处于较高水平。从而证实了,在3D培养下的细胞在空间结构及胞外基质微环境方面较2D培养更具有优势,生存条件更符合细胞体内条件下生存的生物学空间及微环境;2.3D及2D肝癌模型中的细胞存在差异性表达基因,并具有各自特征性的基因表达谱。同时,通过差异基因的功能分析可以得出两种不同的培养结构内的细胞在代谢功能、免疫功能等方面存在差异。