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球体及类器官的透明处理观察

更新时间:2024-06-17    点击量:121

球体及类器官的透明处理观察


什么是球体?

球体是指由细胞凝集而成的团块。
球体是通过3D培养将数千个细胞凝集而成的球形组织,与2D细胞培养相比,能长时间维持高功能表达。由于它会形成代谢梯度,因此会出现不均匀的细胞分布,细胞与细胞外基质(ECM:Extracellular Matrix)间或者细胞间会产生相互作用。此外,球体是神经组织、胚状体、肝细胞、肿瘤组织或乳腺来源细胞等多种细胞的聚集体。相对于2D细胞培养而言,它的结构更接近于生理学上的构造,因此可以在患病时高度再现多种组织的状态。
出于这些特性,球体广泛用于评估药物有效性和毒性的筛查试验。另外,以治疗为目的将球体向患者移植的研究也正在进行,且在缺血性疾病及肝病治疗方面,球体的有效性已获认可。

什么是类器官?

类器官是指将球体进一步升级而具备脏器功能的细胞培养物。
真正的脏器因无法持续供应营养而无法培养。而类器官由于尺寸小且结构简单,因此能够培养。类器官与球体的区别在于,球体是对简单结构细胞进行三维培养而成的细胞块,而类器官则是为具备脏器的特定功能而由多个细胞构成的更为复杂的组织。
类器官用于脑、脊髓、肺、肾脏、胃、肠道等各种脏器研究。另外,在癌症研究领域,使用患者的肿瘤细胞制作类器官,将其作为目标模型进行研究。

球体的培养方法

常用的培养方法称为单层培养(monolayer culture),细胞在平坦的单层上增殖。而当增殖的细胞覆盖整个培养容器的培养面积时,增殖会由于出现接触抑制现象而受到抑制,或出现细胞死亡。而且,由于是平面增殖,细胞间的结合率低,难以再现生物体内的环境。但是,3D培养的细胞是保持在生物体内的形状进行立体增殖。由于细胞间的结合率高,因此可以进行信息传递,能够进行接近生物体内环境的实验。出于上述原因,单层的培养细胞存在可能无法评估药物有效性等的问题。

一般来说,3D培养中会优先选择构成细胞数相近、大小、形状均匀的球体。而且是否可以大量制造也是一个十分重要的条件。
球体的培养方法有三种:用非粘附性培养板摇动培养;利用表面张力使细胞彼此粘附;一边旋转培养室一边培养。下面介绍3种目前广泛使用的培养方法。

  • Non-adhesive surface细胞培养法

  • 使用非粘附性培养板的培养法。非粘附性培养板是提高了表面亲水性的细胞培养板。滴落在非粘附性培养板上的细胞悬浮在培养基中,细胞彼此粘附形成球体。摇动培养板还可以提高细胞的接触概率。其优点是可以根据培养板的大小一次性培养大量的球体。

  • Hanging drop细胞培养法

  • 此培养方法将悬浮在培养基的细胞液滴在培养板盖的内侧,培养因表面张力而隆起的液滴。在重力作用下细胞向下聚集,细胞相互粘附来培养球体。其优点是易于保持单个球体中的含有细胞数一致。

  • Rotary细胞培养法

  • 通过旋转培养室来培养球体的方法。旋转让悬浮状态的细胞均匀地彼此接触,因此可以制造细胞数和大小都相对均等的球体。由于此方法能够大量培养制作球体而备受瞩目。

球体的观察事例

在以下实例中,利用基恩士一体化荧光显微成像系统BZ-X800,对通过透明化试剂Scale实施透明处理的HEK293球体进行观察。死细胞发出红光,可观察不同条件下的死细胞分布及增减。

利用BZ系列的切片功能,即使观察有厚度的样品时也可不受背景散射光的影响。

如果引进一体化荧光显微成像系统BZ-X800


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