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细胞球

应用细胞球进行癌症研究和药物筛选

什么是细胞球?

细胞球是可模拟组织和微型肿瘤的三维 (3D) 细胞聚集体。近年来,在开发体外肿瘤细胞球作用于体内组织环境模型方面取得了显著进展。当接种至超低黏附圆底微孔板的一个孔中时,这些聚集体会形成一个离散的细胞球。

细胞球被认为可比常规二维 (2D) 细胞培养更有效地模拟肿瘤行为,因为它们与肿瘤非常相似,同时包含表面暴露和深埋的细胞、增殖和非增殖细胞,并包含具有一个充分氧化的细胞外层和缺氧中心。此类 3D 细胞球模型已成功用于筛选环境,以更好地评估药物安全性并确定潜在的癌症治疗方法。

Z 轴层扫可穿过深度为 250 µm 的细胞球。得益于我们专业的深层组织穿透共聚焦转盘模块,我们能够看到此深度细胞球中心的细胞。

应用细胞球进行癌症研究和药物筛选

癌症研究的一个最重要的目的便是了解肿瘤细胞的形成。与 2D 细胞培养物相比,细胞球模拟的实体肿瘤要准确得多。细胞球有助于显示区分肿瘤细胞和健康细胞的生理性变化。通过多细胞肿瘤细胞球模型,可以更深入地了解肿瘤微环境,使研究人员能够可视化细胞间的相互作用、肿瘤细胞吸收营养物质的方式以及肿瘤细胞增殖模式。

监测到细胞对治疗干预产生反应时,细胞球也非常适用于临床前药物筛选和验证。具体而言,细胞球可以揭示药物的肿瘤渗透能力(或无渗透能力)及药物对转移的抑制作用。

干细胞研究是细胞球的另一项重要应用,尤其在胚胎干细胞 (ESC) 和神经干细胞 (NSC) 的培养过程中。近来,研究人员在细胞球中培养了间充质干细胞 (MSC),并证实了其再生和抗炎作用,这说明了细胞球在再生医学和基于细胞的治疗方面存在潜力。

与其他 3D 细胞培养方法相比,细胞球具有多项优势,包括与肿瘤生物学相关、成本较低、比动物模型省力、具有可重复性、易于整合到高通量筛选中以及采用了先进的成像技术。

在高通量筛选中分析 3D 细胞球的工作流程

细胞球的成像和分析对了解肿瘤微环境的形成和行为至关重要。它还可以帮助从抗癌药物筛选中获得更有见解和真实的数据。在这里,我们开发并优化了形成 3D 细胞球的方法,以及用于高通量筛选的共聚焦成像和分析方法。

 

 

可将细胞球放入 96 孔或 384 孔板中培养,用化合物处理,并用可在工作时揭示细胞进程和通路的染料进行染色。在某些情况下,无需洗涤即可对细胞球进行成像。如需要,还可以将其固定。
 

  1. 培养细胞球 – 可将癌细胞直接放在超低吸附 (ULA) 圆底板或其他实验室器皿中培养,以形成典型形态的细胞球。其他实验室培养耗材能够在单个孔中培养多个细胞球。
     

  2. 使用化合物处理 – 形成细胞球后,将所需浓度的化合物添加到孔中,随后培养一日至数日,具体时间取决于所研究的机制。
     

  3. 标记物染色 – 化合物处理完成后,将染色剂直接添加到培养基中。可以使用无需洗涤的染色剂,以免干扰细胞球,但在必要时,可以使用自动化技术小心洗涤细胞球。
     

  4. 采集细胞球图像 – 可使用专业成像设备单独或以 Z 轴层扫形式(在不同深度采集多张图像)捕获细胞球内的图像。
     

  5. 分析癌细胞 – 使用细胞成像分析软件运行细胞图像的定量分析,以监测不同标记物的表达并定量生物学读数。

应用和检测

先进的 3D 成像与分析方法对于鉴定、再现或监测细胞球至关重要。此类复杂的工作流程大大得益于高内涵成像和成像分析软件。从以下资源中了解更多有关细胞球研究方法的信息。

细胞球的资源

视频和网络研讨会

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在药物发现中使用 3D 神经元细胞球

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