聚丙烯酸/琼脂糖三维培养构建细胞球的方法

背景:细胞球三维培养模型在组织工程领域应用前景广泛,但使用商品化超低吸附培养板进行细胞球培养的实验成本较高,因此需探寻一种细胞球成形的替代策略,推动细胞球在相关研究领域的应用。目的:采用琼脂糖和聚丙烯酸模具,并利用层层自组装技术构建细胞球三维培养模型,部分模拟细胞体内生存的微环境。方法:体外培养小鼠前体成骨细胞,依次使用明胶与海藻酸钠对小鼠前体成骨细胞进行层层自组装处理(层层自组装-小鼠前体成骨细胞),同时分别制备明胶包裹与海藻酸钠包裹的小鼠前体成骨细胞。分别制备琼脂糖凝胶涂层培养板与琼脂糖凝胶微孔板,观察上述不同处理的细胞在两种培养板中的成球效果,采用Live/Dead染色法检测细胞球的活性,采用碱性磷酸酶染色法、RT-PCR实验检测细胞球的成骨能力。结果与结论:(1)光学显微镜下可见,在琼脂糖凝胶涂层孔板中,未经处理与经3种涂层处理的小鼠前体成骨细胞均未成球;在琼脂糖凝胶微孔板中,未经处理与层层自组装处理的小鼠前体成骨细胞形成了理想的细胞球,其中层层自组装-小鼠前体成骨细胞球的直径大于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05);(2)Live/Dead染色显示,层层自组装-小鼠前体成骨细胞球内的细胞活性高于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05);(3)层层自组装-小鼠前体成骨细胞球的碱性磷酸酶活性高于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05),Ⅰ型胶原和Osterix基因表达高于未经处理小鼠前体成骨细胞球(P <0.05),两组Runx2基因表达比较差异无显著性意义(P> 0.05);(4)结果表明,采用琼脂糖凝胶结合层层自组装技术成功建立了细胞球三维培养模型,此方法便捷、经济、高效且细胞活性良好,保留了细胞成骨分化能力,在骨组织工程和再生医学领域具有潜在应用价值。