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新型癌症肿瘤药敏试验-类器官培养——让细胞模型更加"真实"

来源:全球肿瘤医生网2020-07-21 16:26

  新型癌症肿瘤药敏试验-类器官培养——让细胞模型更加"真实"

  为什么我的细胞实验结果总是和动物实验不太吻合?

  为什么明明细胞实验效果很好的药物,临床实验却不理想?

  科研人员常常有这样的困扰,你需要一个更好的模型来协助你的实验。

  类器官培养的概念最早出现在1987年,当时的科研人员已经设计了三种不同的3D培养的方法,并且利用不同种类的干细胞构建类似器官的类器官。

  2008年,日本的科研团队证实,干细胞可以被诱导成神经细胞球,并且可以自我组织成层结构。随着对多能干细胞研究的深入,各种各样的类器官系统被建立,当下最热门的肿瘤、胚胎干细胞以及神经等领域的研究,都开始加入类器官培养的元素。

  神经细胞球

  目前,最常见的构建类器官模型的方法,用到的细胞是成体干细胞(ASCs)和多能干细胞(PSC),而PSC由于其具有全能性,更是很好的类器官来源细胞。

  基于PSC的类器官构建方法,通常从悬浮培养中的细胞聚集开始,形成称为拟胚体(EB)的聚集体。这些聚集体中的细胞,能分化成多种类型的细胞、并且能经历进行自我组织和自我形态建成,继而构建出复杂的细胞模型,可以很好地模拟胞间作用和结构。

  细胞模型

  一些基于PSC的方法需要将细胞封装在天然或合成的细胞外基质(ECM)样底物中。在诱导分化的过程中,需要通过添加生长因子、小分子和其他培养基补充剂来引导类器官系统的形成。但如何合理的选用培养基、试剂或是耗材,也是困扰诸多研究者的一大难题。

  下面我们通过具体的例子来讲解如何建立神经类器官和球状体。

  从PSC生成神经类器官的现有工作流程通常遵循

  从PSC生成神经类器官的现有工作流程通常遵循特定的步骤序列:从标准PSC培养开始,然后是EB拟胚体的形成、神经诱导、神经模式形成和类器官生长。

  Phase 1:PSC培养

  分化前,使用StemFlex培养基培养H9人胚胎干细胞及非整合诱导多能干细胞(episomal iPSCs),并在涂有Geltrex基底膜基质的 Nunclon™ Delta组织培养皿上生长。

  Phase 2:构建拟胚体

  PSC继续在StemFlex培养基中培养,当培养物的融合度达到70-80%时,使用Gibco™ StemPro™ Accutase™细胞解离试剂、胰蛋白酶/EDTA溶液,或TrypLE™ Select解离试剂将它们解离成单细胞悬浮液。

  在Nunclon Sphera 96孔U型底微孔板中,将活细胞接种在含有Gibco™ RevitaCell™补充剂的StemFlex培养基中。Nunclon Sphera微孔板几乎没有细胞黏附,能够促进形成均一的的类器官。

  PSC继续在StemFlex培养基中培养

  将EB培养3-4天,每隔一天用含有RevitaCell补充剂的StemFlex,更换75%的培养基。得到的EB具有一致的大小,EB大小与接种的细胞数成正比(上图)。

  Phase 3-4:神经诱导和模式形成

  在EB形成后,经过连续3-4次75%体积的培养基更换,可逐渐稀释除去先前的培养基,诱导细胞聚集体将逐步分化成神经细胞系。

  将EB培养8-9天,每隔一天更换75%体积的培养基,直到EB的外层与较暗的中心相比形成明亮的“环”。

  类器官细胞培养

  到第10天,将所有的EB封装在未稀释的Geltrex基底膜基质中,并在37℃孵育成凝胶体。然后将含有EB的Geltrex基质溶液转移至分化培养基中。然后将封装的样品转移至Nunclon Sphera 6孔或24孔板。

  Phase 5:生长和成熟

  样品培养在生长和成熟培养基中,该培养基除了添加了B-27补充剂外,与先前的孵育培养基相同。接着,将神经类器官在转式震荡培养箱以80-85rpm的转速培养,并且每2-3天更换培养基。

  一周内,就能够观察到神经上皮(如下图)。这些样品可以连续培养数周,或直到进行分析(例如,细胞组织、标记物表达)。

  类器官细胞成熟

  以上就是一个构建神经细胞类器官的案例。想要了解更多构建适合自己的类器官模型、3D细胞培养和类器官构建的产品及解决方案,请咨询全球肿瘤医生网医学部400-666-7998

文章来源:赛默飞生命科学

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