3D细胞培养在阿尔茨海默病研究中的应用

2D细胞培养的细胞在体外环境下随着增生会逐渐丧失原来的性状;动物模型实验繁琐,价格昂贵;而3D细胞培养模型可在一定程度上弥补动物模型和2D细胞模型的缺陷,越来越受到大家重视。2014年数据报道阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)65岁以上人群发病率在5.14%,我国AD患者2016年已达800万,但该病的发病机制尚未明确,对AD的研究一直是热点及难点。本文将简单介绍2D细胞培养和3D细胞培养,并对3D细胞培养近些年在AD研究方面的应用作一综述。

利用微载体悬浮培养人脐带间充质干细胞

随着干细胞研究的不断深入,干细胞功能分化研究和临床应用转化的需求日益提升。人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells, hUCMSCs)来源广泛,不仅自我更新能力强、能够分化成多种类型的成体细胞,而且其自身具有免疫调节能力,不易引发免疫排斥反应,在干细胞功能分化研究和临床应用中具有巨大应用前景和应用潜力。目前,传统的细胞培养方式培养效率低、细胞活性较差,不能满足日益增长的研究和应用需求。本研究利用微载体结合旋转瓶的悬浮培养方法,通过优化细胞接种量及转速等影响因素,快速获得大量高质量的人脐带间充质干细胞。经悬浮培养总细胞量可高达到7×10~8个细胞/L,而且细胞活性较高,MSC特异性标记物表达良好,在恢复平面培养后仍能维持MSC的正常细胞形态和增殖能力。高效脐带间充质干细胞悬浮培养体系的初步建立,为未来的干细胞功能分化研究和临床应用奠定了基础。

基于微流控芯片集成电阻抗传感在细胞检测中的研究进展

细胞培养技术是各种以细胞测定为基础进行生物学和临床前研究的基础性手段。细胞培养的相关测定,即培养期间细胞数量、活力和代谢活动的研究,可以反映各种培养条件下的细胞情况。传统细胞培养及检测手段存在试剂和样本消耗量大、无法实时监控细胞状态且难以对细胞微环境进行时空调节等问题。细胞阻抗传感器通过交流电流测量细胞的电阻抗变化,可实现实时监测细胞贴附、生长、增殖、迁移等细胞活动引起的阻抗特性变化。微流控芯片具有将复杂的生物过程缩小、集成多种分析模式以及实现检测的高度自动化等优点。利用微流控芯片与细胞阻抗传感的集成,可以大大提高细胞相关分析能力和效率。文中概括了基于微流体的阻抗传感器在2D和3D细胞体系中的应用,总结了其在细胞生长、增殖、活力、代谢活动以及药物筛选应用方面的研究进展,最后展望了未来发展趋势以及可能的挑战,为电阻抗传感集成微流控芯片在药物筛选领域的发展提供一些思路。

维持间充质干细胞干性的策略与机制

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一种具有维持自我更新能力以及多向分化潜能的多能干细胞,同时具有低免疫原性和高便携性的特点,是组织工程理想种子细胞的重要来源。组织工程中需要大量种子细胞,因此对MSCs进行体外扩增至关重要。MSCs的体外培养方式多以传统二维(two-dimensional,2D)培养为主,然而在这种传统的2D培养过程中MSCs往往会出现自分化现象,导致其失去干性。MSCs的干性可以通过生物反应器、超低吸附表面、悬滴培养或支架培养等三维(three-dimensional,3D)培养方式进行维持。该文主要从3D培养方式出发,叙述其维持MSCs干性的作用、优势及相关机制。

前列腺癌干细胞的分离及鉴定

前列腺癌DU145细胞在普通培养基中培养至对数生长期,无血清培养基重悬细胞培养至形成球状体,以细胞三维(3D)培养和二维(2D)培养方法分离前列腺癌类干细胞,观察细胞球的形成及其生长情况,通过CCK-8细胞增殖实验和细胞划痕修复实验检测所分离细胞的增殖能力,结果显示前列腺癌DU145细胞在普通培养基中呈长梭形贴壁生长,无血清培养基培养72 h形成大量细胞球聚集体,细胞3D培养分离的细胞球的透明度和形态比2D培养分离的细胞好,3D培养分离细胞的增殖能力和划痕修复能力明显强于2D培养分离细胞。因此,细胞3D培养技术联合无血清培养基有利于前列腺癌干细胞的分离。