二维和三维培养脐带间充质干细胞的差异基因表达研究

目的比较二维培养和三维培养的脐带间充质干细胞(UC-MSCs)的细胞形态和基因表达。方法分别采用以聚氟乙烯为支架的三维培养及传统二维培养方法进行稳定增殖期UC-MSCs细胞的培养,使用倒置显微镜、扫描电镜等观察比较二维培养与三维培养在细胞形态、细胞连接等方面的不同;然后应用基因表达谱芯片技术检测二维培养细胞与三维培养细胞的差异表达基因,用KEGG数据库及GO数据库进行生物信息学分析。结果成功分离并培养人UC-MSCs,流式检测高表达CD105、CD73和CD90等。三维培养的UC-MSCs附着在支架的表面生长并向外扩散,支架各层均可见细胞生长,细胞与细胞间连接紧密。基因表达谱芯片分析显示,三维培养的UC-MSCs与二维培养的UC-MSCs相比,升高的基因主要与生物学过程、分子功能及细胞组分相关,且参与了多个细胞信号通路的调控。结论与二维培养相比,三维细胞培养环境更适合脐带间充质干细胞的生长。

聚二甲基硅氧烷-纸复合微流控芯片上的肝癌细胞三维培养

研发了一种聚二甲基硅氧烷-纸复合型微流控芯片用于肝癌细胞三维培养。芯片使用明胶处理硝酸纤维素薄膜作为细胞培养基底,以水凝胶网格作为三维培养支撑。结合微通道主动灌流与水凝胶中的被动扩散,模拟体内的流体运输形式实现细胞与外界物质交换。实验结果显示,芯片上的液滴生成以及细胞定位种植简便可靠。连续监测显示肝癌HepG2细胞在水凝胶微球中增殖形成类似组织的三维结构。细胞增殖动力学分析以及生化检测结果显示了芯片三维培养与二维培养的差别。这种芯片三维细胞培养方法操作简便可靠,仿真度高,适合于肿瘤细胞研究。

动态应变下肌腱细胞三维培养的初步研究

目的 研究三维培养条件下机械应变对肌腱细胞形态、排列、增殖及代谢的影响。方法 采用自行研制的动态应变三维细胞培养装置 ,将机械应变作用于肌腱细胞 -支架材料复合物。结果 机械应变对肌腱细胞分裂、DNA合成和代谢的影响与应变作用的强度、频率、周期及作用时间有关。采用特定的应变 (10 %伸长、0 .2Hz、每小时作用 15分钟 )作用 48小时 ,加载组肌腱细胞数和 3H标记的胸腺嘧啶核苷掺入量都明显高于对照组(P<0 .0 5 ) ;在应变作用下 ,其细胞形态呈扁平形 ,沿应变方向延伸 ;机械应变还引起 型胶原合成增加 (P<0 .0 5 )。结论 周期性机械应变直接作用于肌腱细胞可以刺激其生长 ,这对于应用机械应变促进组织工程化肌腱的构建具有重要应用价值。

三维或单层培养结肠癌HT-29细胞药物敏感性及生物学特性的变化

目的观察结肠癌HT-29细胞在三维或单层培养条件下细胞形态学、细胞周期、细胞凋亡及对化疗药物5-Fu敏感性的变化。方法分别采用liqu id overlay技术或常规贴壁法对HT-29细胞进行三维或单层培养,通过显微镜观察细胞形态学变化,流式细胞仪测定不同培养方式对细胞周期和凋亡率的影响,并采用rad ial outgrowth测定法或MTT法分别测定三维或单层培养细胞对5-Fu的敏感性。结果三维培养HT-29细胞悬浮生长,形成致密的多细胞球结构,中心出现坏死区,细胞间有较多的微绒毛、紧密连接、桥粒等结构,而单层培养HT-29细胞呈单层贴壁生长,未见紧密连接、桥粒等连接结构;与单层培养细胞相比,三维培养HT-29细胞G1期比例明显升高[(64.95±0.59)%对(36.77±0.51)%,P<0.01]、细胞自发性凋亡率降低[(0.99±0.12)%对(4.79±0.49)%,P<0.01]、对5-Fu产生明显耐药。结论三维培养HT-29细胞在细胞形态学、细胞周期、细胞凋亡等方面与单层培养细胞存在明显差异,可能是导致结肠癌多细胞耐药的重要原因。

多孔微球在三维细胞培养中的研究进展

作为一种简单、有效的三维培养方式,多孔微球的研究以及相关应用也获得一系列进展。作者就多孔微球的制备、影响多孔微球用于细胞培养的因素、表面修饰方法等方面作一综述。

三维细胞培养技术在肿瘤研究领域的应用

传统二维细胞培养具有易操作、费用低、可大量应用的优点,在细胞培养领域广泛使用。但是由于细胞呈平面生长,无法构建出一个立体的微环境,且缺乏各种细胞因子的作用,因而与体内细胞状态存在差距;而三维细胞培养可以在细胞基因表达、基质分泌及细胞功能活动等方面更好地模拟体内细胞状态。该文着重论述三维细胞培养技术在肿瘤研究中的应用,包括构建肿瘤微环境、观察肿瘤生物学行为、肿瘤血管生成、研究肿瘤耐药性等,为肿瘤研究工作者提供参考。

三维细胞培养生物材料及其在肿瘤组织工程研究中的应用

背景:利用三维细胞培养技术可以更好地模拟细胞微环境,为组织工程研究领域提供新的手段。目的:分析三维细胞培养中生物材料的选择和应用特点及其在肿瘤组织工程中的应用。方法:应用计算机检索检索万方数据库、PubM ed数据库1998至2015年的相关文献,中文检索关键词为"三维培养,支架材料,细胞生长,肿瘤组织工程",英文检索关键词为"Three Dimensional Cultures,Scaffold,cell differentiation,tumor tissue engineering"。结果与结论:三维支架材料的选择和应用是三维技术的关键之一。迄今为止,支架材料如胶原凝胶、明胶海绵、琼脂糖、壳聚糖、脱钙骨基质等尽管能为种子细胞提供三维空间环境,却无法提供类似细胞外基质的微环境,使种子细胞的生长及增殖受到影响,分泌Ⅱ型胶原和糖胺聚糖等细胞外基质的能力明显下降。在支架材料中,仿生支架材料因其创伤小、可塑性强而逐渐显示出其独特的优越性。三维培养条件上调了肿瘤细胞促血管发生生长因子的分泌量,这一特性同体内肿瘤的血管发生正相关。

藻酸盐三维细胞培养在骨组织工程中应用的研究进展

目的综述藻酸盐三维细胞培养系统在骨组织工程中的应用研究进展。方法广泛查阅近年来有关藻酸盐三维细胞培养系统在骨组织工程应用研究的文献进行综述。结果藻酸盐具有良好的生物相容性,无毒、对宿主无免疫原性和生物可降解等独特的物理、化学和生物特性,藻酸盐三维细胞培养系统仍然是迄今理想的骨组织工程支架材料之一。结论藻酸盐三维细胞培养系统不仅将广泛应用于生命科学基础研究,作为一种理想的组织移植的支架材料,有望逐步走向临床应用。

智能化动态应变三维细胞培养装置的研制

介绍基于微电脑的智能化动态应变三维细胞培养装置的设计原理 ,包括控制单元的硬件和软件设计 ,机械单元结构及工作原理 ,三维支架构成及三维细胞培养单元结构设计。

三维细胞培养技术在再生医学研究中的应用

体外细胞培养技术已成为细胞生物学、药学、毒理学、干细胞、系统生物学和新药创制等领域必不可少的工具。传统平板细胞培养方法使细胞单层生长于二维环境,不能产生体内的细胞外基质屏障,且细胞表型也异于原代细胞,而三维细胞培养技术通过模拟机体内细胞生长的生理微环境,利用各种支架或设备来促进细胞生长和组织分化,产生具有合理形态结构和功能性的组织,具有细胞培养直观性和条件可控性的优势,故其在再生医学应用方面有着非常大的发展潜力。本文从干细胞、血管再生、器官移植、以及组织修复等方面综述了近期三维细胞培养技术在再生医学研究中的应用,并介绍了三维细胞培养技术在功能性生物材料方面研究中的作用,有助于对功能性生物材料的表面改性设计研究。

体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中的应用

体外细胞三维培养技术能模拟体内细胞之间以及细胞胞外基质间信号转导的微环境,既能保留体内细胞微环境的物质结构基础,又可体现细胞培养的直观性及条件可控性。近年来,体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中有着广泛应用,是外源化合物遗传毒性、肿瘤多细胞耐药、抗肿瘤药物高通量筛选、皮肤毒理学研究以及药物代谢与毒性试验等研究的有力工具。本文就体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中的应用作简要综述。

三维培养成骨细胞系统在骨康方含药血清体外干预实验中的应用研究

目的:观察骨康方含药血清对三维培养成骨细胞系统生长繁殖、矿化能力和ER-βmRNA表达的变化,探讨成骨细胞三维培养体系在体外中药干预研究中的应用。方法:体外分离成骨细胞,进行二维培养和三维培养,分别用不同浓度阴性血清培养基和药物血清培养基进行培养,使用MTT法检测成骨细胞的生长情况,茜素红染色法观察成骨细胞矿化能力,RT-PCR法检测ER-βmRNA表达的变化。结果:与二维培养体系比较,骨康含药血清对三维体系下培养的成骨细胞的促增殖作用更加明显;细胞ER-beta的mRNA转录水平显著提高;矿化能力更强。结论:三维培养系统比二维培养系统更有利于细胞功能的保持和发挥,更适合于体外中药干预研究中的作用。

三维细胞培养技术及相关仪器的进展和应用

三维细胞培养技术应用在生物医学、临床应用和生物制药等领域有重要意义,并讨论与其相关技术装备的进展和应用。

不同浓度亚油酸对二维和三维培养模式下奶牛乳腺上皮细胞形态及乳蛋白合成相关基因表达的影响

本试验旨在研究不同浓度亚油酸(LA)对二维(2D)和三维(3D)培养模式下奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)形态及乳蛋白合成相关基因表达的影响。试验采用单因子完全随机试验设计,将P3代的BMECs接种在铺有基质胶(Matrigel)的6孔板中,培养至第3天时,然后在培养基中添加不同浓度(0、40和80μmol/L)的LA作用48 h。在2D和3D培养模型的BMECs中添加相同浓度的LA,比较2D和3D培养模型中BMECs的细胞形态,并采用实时荧光定量法测定乳蛋白合成相关基因的表达。结果表明:1)BMECs在2D培养模型中呈现鹅卵石的形态,而在3D培养模型中呈现腺泡样结构。2)BMECs中乳蛋白合成相关基因在3D培养模型中的表达量显著高于其在2D培养模型中的表达量(P<0.05)。3)α-酪蛋白(CSN1S1)、信号转导转录激活因子5(STAT5A)、真核翻译启始因子4E结合蛋白1(EIF4EBP1)和核糖体p70s6激酶(RPS6K1)的基因表达量在2D和3D培养模型中的变化趋势一致,而κ-酪蛋白(CSN3)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)的基因表达量在2D和3D培养模型中却呈现相反的趋势。综上,对于CSN3、mTOR和AKT1的基因表达量的研究,3D培养模型为更适宜的模型。

碱性成纤维细胞生长因子对三维培养内皮细胞血管样结构形成的作用研究

目的 :观察碱性成纤维细胞生长因子 (basicfibroblastgrowthfactor,bFGF)对三维培养内皮细胞血管样结构形成的作用。方法 :实验分为两组 ,即加入浓度 2 0ng·ml-1bFGF的bFGF组及不加bFGF的对照组。采用Pepper等介绍的三维培养胶原基质配制及细胞培养方法制作标本 ,透射电子显微镜下观察结果。 结果 :对照组内皮细胞在胶的表面呈单层生长 ,未见其向深层生长及管腔结构形成。bFGF组内皮细胞在胶内呈多层浸润生长 ,伸展、变形呈扁平状 ;内皮细胞与胶原纤维之间可见半桥粒结构 ,内皮细胞之间以桥粒连接 ,形成毛细血管样管腔结构 ;在形成管状结构的内皮细胞中可见空泡样变 ,边界由胞质与胞膜组成 ,细胞核变形 ,凹陷 ,可见切迹 ,或呈薄片状 ;内皮细胞游离面有微绒毛突起。结论 :三维培养技术简单易行 ,是揭示在体血管形成的最简单模型 ;bFGF有利于三维培养内皮细胞在有展性的胶原基质面形成血管样结构。

氟对二维和三维培养皮肤成纤维细胞结缔组织生长因子表达的影响

目的观察不同浓度氟化钠在不同时间对二维和三维培养皮肤成纤维细胞(FB)CTGF表达的影响,分析CTGF表达变化在氟化钠刺激FB成骨功能方面的作用。方法将二维和三维培养FB分为对照组和6个染氟组(0.000 1、0.001、0.1、1、10和20 mg/L),在不同染氟时间点(2、4、24、48、72和96 h)采集培养细胞和培养液上清,应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测FB培养液中CTGF蛋白含量,应用RT-PCR方法检测染氟48 h FB CTGF mRNA表达;应用免疫组化法(IHC)检测染氟FB细胞CTGF的阳性表达。结果ELISA结果可见,在二维培养体系中染氟FB CTGF蛋白表达量在染氟4 h的0.001、0.1 mg/L组和染氟72 h的20 mg/L组较对照组明显增高(1.50±0.40比1.02±0.03,P<0.01;1.42±0.20比1.02±0.03,P<0.05;1.59±0.40比0.93±0.06,P<0.01);在三维培养体系中,染氟48 h的20mg/L组、72 h的10 mg/L组、96 h的0.001、10、20 mg/L组CTGF蛋白含量较对照组明显升高(1.45±0.17比1.21±0.05,P<0.05;1.43±0.22比1.17±0.09,P<0.05;1.39±0.04、1.52±0.08、1.45±0.03比1.17±0.17,P<0.01)。染氟48 h二维和三维培养FB在较高剂量染氟组CTGF mRNA的表达有增强,但均无统计学意义;免疫组化结果表明氟可刺激FB CTGF阳性蛋白的表达。结论氟化钠可明显刺激二维和三维培养FB中CTGF的表达,这种表达增强可能在氟刺激FB成骨功能方面具有重要作用。

三维细胞培养在肿瘤研究中的进展

三维细胞培养 (TDCC)既可模拟体内细胞的微环境 ,又可体现细胞培养的直观和条件可控的优势。在肿瘤的实验性治疗、肿瘤的侵袭性和转移、肿瘤中心坏死的机制、肿瘤的血管形成和营养供给、体内基因表达的模拟等方面发挥了不可替代的作用。

三维细胞培养技术在农产品污染物毒效评价中的应用研究

本文系统介绍了目前3D细胞培养技术的分类及培养手段,详细总结了该技术在毒性评价、组织工程学以及机理机制研究等方面研究及应用的最新进展,从农产品中污染物安全性评价迫切并优先切入的方向出发,对该技术可能应用的领域进行了展望和探讨。

三维细胞培养在膀胱癌中的研究进展

膀胱癌是我国男性泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一,近年来发生率呈逐年上升趋势,当发生淋巴结转移时,患者的生存率显著降低,患者接受手术治疗后仍无法有效改善预后。细胞培养可充分了解膀胱癌的发生、发展机制,对研究疾病的病理生理机制有重要作用。研究表明,三维细胞培养能更好的模拟细胞生长的真实情况,对于研究肿瘤微环境、肿瘤细胞的生物学行为及抗肿瘤药物筛选等方面具有重要的意义。本文主要对三维细胞培养在膀胱癌中的应用及研究进展做一综述。

碱性成纤维细胞生长因子对三维培养内皮细胞血管样结构形成的作用

目的观察碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)对三维培养内皮细胞血管样结构形成的作用。方法 Pepper等介绍的方法制备三维培养胶原基质和细胞培养。结果对照组内皮细胞在胶的表面呈单层生长,未见其向深层生长及管腔结构形成。bFGF组内皮细胞在胶内呈多层浸润生长,伸展、变形呈扁平状,内皮细胞与胶原纤维之间以半桥粒连接,内皮细胞之间以桥粒连接,形成毛细血管样管腔结构,管腔样结构大小不一,其间有多个散在的内皮细胞:部分内皮细胞内可见空泡样变,边界由胞质与胞膜组成,细胞核变形,凹陷,可见切迹,或成薄片状,空泡样变及细胞核形态的变化在形成管状结构的内皮细胞中尤为明显:内皮细胞管腔面及游离面内皮细胞均有微绒毛突起。结论 bFGF有利于三维培养内皮细胞在有展性的胶原基质面形成血管样结构。