基于三维细胞培养的组织工程肿瘤研究进展

肿瘤的发生与进展始终伴随着与微环境之间的相互作用,微环境中诸多的生物、物理和化学因素调控了肿瘤最终的命运与转归。肿瘤在适应和利用微环境的同时也会对微环境进行结构与功能的重塑。传统的二维（2D）细胞培养体外模型及动物整体模型无法很好地模拟肿瘤与微环境之间复杂的生物事件。基于三维（3D）细胞培养的组织工程肿瘤实验体系能够在一定范围内,模拟肿瘤细胞在体生长状态,有望作为2D培养模型和动物整体模型之间的桥梁,成为肿瘤研究模型体系中的重要组成部分。本文综述了基于3D细胞培养技术的组织工程肿瘤的基础及应用研究进展。     

细胞三维培养的研究进展

近年来，三维培养技术逐渐成为细胞培养领域研究的热点，其利用各种方法及材料，使细胞呈空间立体方式生长，使其更接近于体内生长模式，形成类似体内组织的结构，发挥其功能。由于该项技术既有利于诱导各类细胞的分化定向及分化后表型的维持和增殖，又有望在体外构建与各类组织、器官相应的细胞三维生长类似物或等同物，因此，细胞三维培养技术对组织工程学和临床应用都有重要意义。现就三维培养技术的研究进展作一综述。     

体外培养人牙周膜细胞方法的探讨

目的:研究如何提高体外培养人牙周膜细胞(hPDL)的成功率,为简便、快速地获得大量成活率高的hPDL膜细胞,建立体外细胞模型提供一定的实验方法.方法:利用3种不同方法(组织块法、酶消化组织块法、全牙消化法)进行牙周膜细胞的原代培养,用形态学、免疫细胞化学染色等方法鉴定细胞来源;通过生长曲线的测定研究体外细胞生长特性.结果:3种方法获得的细胞形态和生物学行为大致相同;波丝蛋白抗体染色阳性,角蛋白抗体染色阴性.组织块法培养的细胞同源性好,但初代培养时间长;全牙消化法的原代培养成功率高于其他2种方法.结论:通过对牙周膜细胞培养方法的改良,可以显著提高hPDL原代培养的成功率.     

大鼠垂体细胞的无血清原代培养

近年来,大量采用体外细胞培养技术研究垂体细胞分泌功能。原代培养垂体细胞通常采用添加血清或组织抽提物的培养液,血清通过提供营养物、激素、载体蛋白和各种生长调节因子促进细胞新陈代谢,尤其对垂体细胞的发育和分化、受体的诱导及表达、激素或神经递质的产生均具有重要作用.但血清成分复杂,其中存在的未知因子可能使实验结果混乱。本实验采用无血清原代培养大鼠垂体前叶和中/后叶细胞,细胞收获量大,形态完整,分泌功能正常。     

3D培养细胞球快速石蜡切片方法建立及应用

目的 建立一种适合于三维(3D)细胞培养模型的、简便快速的石蜡切片技术及其染色方法,为更便捷、快速地制作3D细胞切片并观察培养模型形态、功能,开展应用研究提供病理技术平台。方法 利用超低吸附培养板将HepG2细胞或/和LX-2细胞培养成3D细胞球,制作石蜡切片,并进行HE染色、免疫组化染色和免疫荧光染色检测细胞球组织形态和蛋白表达。结果 建立了适用于3D细胞培养模型的快速石蜡切片方法,制作的切片细胞球结构完整、细胞界限清楚,抗原活性良好,进行HE染色、免疫组化染色和免疫荧光染色能准确检测3D细胞球的形态结构,蛋白表达和分布。结论 该快速石蜡切片方法的建立,丰富了3D细胞培养模型研究手段,可促进其在基础研究,转化医学和药物研发中的应用。     

三维细胞模型在肿瘤研究中的应用

三维细胞模型借助特殊材料或载体在体外培养不同种类的细胞,使细胞在三维环境中生长、迁移和分化。三维细胞模型为细胞提供接近体内生存的体外环境,使细胞的基因表达、信号传递更具生理学相关性。本文从三维细胞模型的概念与分类入手,综述了近几年三维细胞模型在肿瘤微环境、肿瘤转移与抗肿瘤药物研发的应用与进展。基于三维细胞模型目前存在的不足,对其在肿瘤治疗中的应用提出了设想与展望。     

细胞培养技术在耳鼻咽喉专业中的应用

细胞培养或组织培养是指在体外模拟体内的生理环境,在无菌、适当温度和一定营养条件下,使从体内取出的细胞或组织生长、增殖并维持其结构和功能的方法。组织细胞培养因其研究对象是活的细胞,具有样本可以达到均一性、条件可控制、便于观察检测、研究范围广泛、费用相对低廉等诸     

体外培养骨髓基质细胞在珊瑚羟磷灰石上生长的表面形态观察

目的 观察体外培养的骨髓基质细胞与珊瑚羟基磷灰石复合后的生长特性,论证珊瑚羟磷灰石作为骨组织工程学载体材料的可行性.方法 分离纯化的狗骨髓基质细胞与珊瑚羟基磷灰石复合体体外培养,分别在相差显微镜下、扫描电镜下观察细胞的表面形态结构.结果 骨髓基质细胞在珊瑚羟基磷灰石上贴附生长良好,功能正常.结论 骨髓基质细胞在珊瑚羟基磷灰石上生长增殖良好,珊瑚羟磷灰石是骨组织工程载体材料的可靠选择.     

三维肿瘤球模型应用于肿瘤耐药机制研究进展

相比于传统的二维肿瘤细胞培养,三维肿瘤球技术不仅为肿瘤细胞提供与体内相似的生长环境,而且还能最大程度地维持肿瘤细胞的生理功能,因此广泛地应用于肿瘤学研究。特别是三维肿瘤球保留了体内细胞所处微环境的物质及结构基础,更接近于实际的病理生理环境,提高了肿瘤细胞对药物的耐受性,是评价肿瘤治疗手段和肿瘤耐药研究的理想体外模型。本文重点综述了三维肿瘤球形态及微环境诱导产生耐药机制方面的研究,并提出现阶段三维肿瘤球模型存在的问题及今后的发展方向。     

取向性生物导电型材料的制备及对神经再生的影响*

目的：通过不同方法研制出取向性静电纺丝复合材料,确定材料与神经再生之间的构效关系,为理想的神经再生植入装置的设计提供扎实的理论基础,为周围神经缺损的修复提供更有效的方法。方法：本实验通过切片法结合静电纺丝及3D打印等技术制备具有取向性的丝素（silk fibroin,SF）/石墨烯（Graphene,Gr）复合材料。显微镜观察材料表面结构形貌。电化学分析提供复合材料的电活性表征。细胞共培养观察该复合材料对神经细胞的影响。结果：不同方法制备的不同取向性复合材料具有不同的导电性,其中3D打印生成取向性的静电纺丝复合材料具有良好的导电性,并且通过体外细胞实验表明其支持培养的施万细胞的存活和生长,揭示其具有良好的生物相容性。结论：结果均表明3D打印取向性复合材料结合了优秀的导电性能与良好的生物相容性等性质,很好地模拟了神经发育的天然神经细胞微环境。     

3D细胞培养体系在促进干细胞向肝细胞诱导分化研究中的作用进展（英文）

功能性肝细胞被广泛应用于细胞移植、生物人工肝治疗、肝脏组织工程、药物代谢及毒性等研究,但作为功能性肝细胞主要来源之一的原代肝细胞无法完全满足这些研究需求。在2D或3D细胞培养体系中经干细胞诱导获得的功能性肝细胞可能可作为替代来源。目前,3D细胞诱导体系与2D体系相比,因前者能模拟体内部分生物微环境而备受关注。该文概述3D细胞培养体系在促进干细胞向肝细胞诱导分化研究中的作用进展,重点关注用于研制3D培养支架的材料。     

器官培养在研究人食管上皮癌变中的应用

将组织块置于明胶海绵上,摇摆器官培养,4～6周后成人食管粘膜仍保持良好的结构形态,具有活跃生长的上皮细胞和良好的腺体结构;将组织块贴壁,静置外植块—细胞培养,成人食管粘膜和胎儿食管组织块可存活2～3个月,提供大量生长旺盛的上皮细胞。成人食管癌旁粘膜培养利于观察细胞癌前改变,可能较易于诱发癌变;胎儿食管具有正常背景,利于研究细胞癌变的全过程.二者配合可组成研究人食管上皮癌变的完整体外实验系统。     

类器官的研究现状及应用前景

类器官(Organoid)是应用体外三维(3-Dimensional,3D)培养技术建立的结构和功能上类似于器官的小型组织,具有组织自我更新及可长期培养的特点,在一定程度上模拟体内器官生理活动和病理变化,可成为精准医疗、器官移植、药物筛选、药物作用机制研究的理想体外载体。就类器官的生物学特点、分类、应用前景及研究发展现状进行评述。     

微囊化血管内皮细胞生长因子基因修饰NIH3T3细胞的制备及体外培养

目的:制备微囊化血管内皮细胞生长因子(VEGF)基因修饰NIH3T3细胞,并研究微囊化技术对VEGF基因修饰NIH3T3细胞增殖及其分泌VEGF功能的影响.方法:应用海藻酸钠-氯化钡技术制备微囊化VEGF基因修饰NIH3T3细胞,并与未微囊化VEGF基因修饰NIH3T3细胞对照培养,在倒置相差显微镜下观察微囊及细胞形态,用MTT法和PI染色流式细胞术检测细胞的增殖及活性情况.每48 h收集微囊化及未微囊化基因修饰NIH3T3细胞培养上清,-20℃保存,ELISA法检测培养上清VEGF的含量.结果:微囊形态较圆整,其内细胞生长良好;两组细胞增殖与活性及培养上清中VEGF含量无统计学差异.结论:微囊化并不影响基因修饰细胞的生长代谢功能,与对照组比较,在体外培养时生物学特性无明显差异,为研究微囊化基因修饰细胞体内移植奠定了基础.     

经血源子宫内膜干细胞复合3D打印PLGA支架体外培养的相容性研究

[目的]通过经血源子宫内膜干细胞(menstrual blood-derived mesenchymal stem cells,Men SCs)与3D打印PLGA支架材料的复合培养,探讨构建组织工程化骨软骨的可行性。[方法]预处理3D打印PLGA支架,取第5代Men SCs,倒置显微镜下观察细胞生物学特性,按1.0×106/m L的密度接种到PLGA支架材料上复合培养,通过倒置显微镜、Mico-CT、扫描电镜和组织病理学进行观察,并借此判断Men SCs与3D打印PLGA支架材料复合体外培养的融合性。[结果]Men SCs生长良好,细胞平铺生长,呈梭形或纺锤形,胞质薄,核圆居中,具有成纤维细胞形态。细胞传至第5代,为长梭形细胞单层,呈漩涡状排列。PLGA支架的微观呈现相互连通的多孔结构,结构疏松,孔隙大且互相交通,孔壁较薄。Men SCs在PLGA支架材料上生长状态良好,细胞在支架表面和内部生长,支架孔径内有细胞基质样组织连接,表明Men SCs与3D打印PLGA支架材料复合体外培养的融合性良好。[结论]经血源Men SCs是骨组织工程适宜的种子细胞,与3D打印的PLGA支架材料复合可体外构建组织工程骨。     

体外培养人骨髓基质细胞的超微结构

体外培养人骨髓基质细胞的组成及功能与人体造血微环境相似，可作为研究人体造血微环境的良好模型。选择体外培养第４周的人骨髓基质细胞层，经固定、脱水、原位包埋、超薄切片染色后电镜观察。结果：可见基质层由３类基质细胞及ＥＣＭ组成。巨噬样细胞样基质细胞浆内可见ＣＩ；基质细胞表面ＥＣＭ包含胶原纤维；内皮细胞样基质细胞间可见细胞间连接，但这种连接未见于造血祖细胞及其他基质细胞间。结论：人骨髓体外培养基质细胞超微结构与人体及小鼠骨髓微环境既有相似也有不同处，其差异可能由于体内外不同生长条件所引起。     

细胞三维培养与传统细胞培养的应用现状

细胞技术作为医学生物技术中最核心、最基础的技术[1-2] ,已成为当今医学科研工作的必备技能,广泛应用于生命科学的众多领域,与其他学科领域的交叉研究也日趋增多[3-4]. 传统细胞培养通常为细胞生长在单层二维的玻璃或塑料平面上,属于二维培养,具有较好的伸展性,但不能充分真实模拟体内生长模式,最终影响细胞增殖、分化、凋亡、基因和蛋白表达等细胞过程. 与二维培养系统相比,三维细胞培养系统能更准确地反映细胞在组织中的实际微环境,但三维细胞因为细胞呈现出层叠状而不能有效地使光穿过,导致细胞观察与二维细胞培养中的可视化存在明显差异,故三维细胞模型的检测在成像、分析、定量和自动化方面远不如传统细胞模型方便,有待于技术的进一步发展提高. 两种培养系统存在各自的优点和不足,现将细胞三维培养与传统细胞培养技术研究应用现状作如下综述,以期为细胞培养的选择提供依据.     

一种新型DHA复合物的抑瘤作用及对Caspase-3凋亡蛋白表达的影响

目的 评价一种新型DHA复合物(AT-158)对荷瘤小鼠移植瘤及体外培养肿瘤细胞的抑瘤作用,并对其可能的作用机制做初步探讨.方法 建立移植瘤荷瘤小鼠动物模型和体外细胞培养的方法,评价AT-158在体内和体外的抑瘤作用,观察体外培养的Hela细胞在药物作用下的核形态的改变,测定移植瘤中Caspase-3凋亡蛋白表达的变化.结果 AT-158在体内和体外均显示显著的抑瘤作用.肿瘤细胞的核形态发生凋亡细胞特征性改变.诱导凋亡执行蛋白Caspase-3表达增加.结论 AT-158显示一定的抑瘤效果,具有较高的开发价值.     

成人退变椎间盘细胞微载体培养的形态学观察

①目的建立成人退变椎间盘细胞的体外三维培养模型,并观察其形态学变化。②方法对8例取自椎间盘疾病病人退变椎间盘的手术标本,采用系列酶消化法对其进行了体外细胞培养,并将细胞转移至微载体旋转培养系统中进行培养,利用倒置相差显微镜进行形态学研究,并对细胞涂片进行染色观察。③结果退变椎间盘细胞在三维微载体旋转培养系统中可以获得良好的生长并大量的增生,培养的细胞具有退变的特性。④结论成人退变椎间盘细胞体外立体培养成功,退变细胞能够快速大量增殖,为成功体外构建组织工程学椎间盘奠定了基础。     

骨形态发生蛋白微球对兔骨髓基质细胞生物学行为的影响

目的研究骨形态发生蛋白微球对兔骨髓基质细胞生物学行为的影响。方法将壳聚糖与海藻酸钠制成复合微球,包裹或不包裹骨形态发生蛋白。采用体外细胞培养技术,将两种微球分别与细胞一起培养,通过对细胞增殖率及碱性磷酸酶活性、考马斯亮蓝的检测,观察两种微球对培养细胞的影响。结果两种微球对骨髓基质细胞的增殖均无明显影响,但骨形态发生蛋白微球对细胞的分化及分泌功能有明显的促进作用。结论骨形态发生蛋白能够提高骨髓基质细胞的体外成骨能力,且壳聚糖海藻酸钠微球可作为骨形态发生蛋白的良好载体。