Wir beschreiben eine einfache, schnelle Methode zur Erzeugung von 3D-Gewebe-like Sphäroide und ihre mögliche Anwendung auf Unterschiede in der Zell-Zell-Interaktionen zu quantifizieren.
Studium der Zell-Zell-Kohäsion und Zell-Substrat Adhäsion haben in der Vergangenheit auf Monolayerkulturen Anhänger auf starren Substraten durchgeführt. Zellen innerhalb eines Gewebes, jedoch sind in der Regel innerhalb eines dicht gepackten Gewebemasse in die Zellen zu etablieren intimen Verbindungen mit vielen nahen Nachbarn und mit Komponenten der extrazellulären Matrix umgeben. Dementsprechend sind die chemischen Milieu und körperlichen Kräfte durch die Zellen in einer 3D-Gewebe erfahrenen grundlegend anders als die von den Zellen in Monolayer-Kultur gezüchtet erlebt. Dies hat sich gezeigt, dass deutlich Auswirkungen zelluläre Morphologie und Signalisierung. Es wurden verschiedene Methoden entwickelt, um 3D-Zellkulturen, einschließlich Verkapselung von Zellen in Kollagen-Gelen 1 oder in Biomaterial Gerüste 2 zu erzeugen. Solche Methoden, die brauchbar sind, nicht rekapitulieren die intime direkte Zell-Zell-Adhäsion Architektur in gesundem Gewebe. Vielmehr sie enger ungefähre Kultur Systemen, in denen einzelne Zellen sind locker innerhalb einer 3D-Geflecht von ECM-Produkte verteilt. Hier beschreiben wir eine einfache Methode, bei der Zellen in hängenden Tropfen Kultur gelegt und bebrütet unter physiologischen Bedingungen, bis sie echte 3D Sphäroide in die Zellen stehen in direktem Kontakt miteinander und mit Komponenten der extrazellulären Matrix zu bilden. Das Verfahren erfordert keine spezielle Ausrüstung und kann an Zusatz von biologischen in sehr geringen Mengen, die von Interesse bei der Aufklärung Auswirkungen auf Zell-Zell-oder Zell-ECM-Interaktion kann erweitert werden. Das Verfahren kann auch zur Co-Kultur von zwei (oder mehr) eingesetzt werden unterschiedliche Zellpopulationen, um so die Rolle der Zell-Zell-oder Zell-ECM-Interaktionen in der Angabe räumlichen Beziehungen zwischen den Zellen aufzuklären. Zell-Zell-Kohäsion und Zell-ECM Haftung sind die Eckpfeiler des Studiums der embryonalen Entwicklung, Tumor-Stroma-Zell-Interaktion im malignen Invasion, Wundheilung, und für Anwendungen auf Tissue Engineering. Diese einfache Methode wird ein Mittel zur Erzeugung von Tissue-like zelluläre Aggregate für die Messung der biomechanischen Eigenschaften oder für die molekulare und biochemische Analyse in einem physiologisch relevanten Modell.
Studien haben gezeigt, dass die Kultivierung von Zellen in einem dreidimensionalen Kontext (3D) unterschiedliche zelluläre Morphologie und Signalisierung, wenn eine starre zweidimensionale (2D) Kultur System 9 verglichen produziert. Zum Beispiel zeigen Fibroblasten besiedelten Kollagen-Gelen, die Fibroblasten-Morphologie in 3D ganz verschieden von dem in 2D 10,11 beobachtet wird. Ebenso können 3D-Kultur induzieren Gewebe-spezifische Differenzierung von Brustepithelzellen. 3D-Kultur-Systeme wurden…
The authors have nothing to disclose.
Der Autor dankt Herrn Dr. Dongxuan Jia für die technische Unterstützung danken. Einige der Bilder erscheinen in diesem Artikel wurden in Zusammenarbeit mit Dr. Malcolm S. Steinberg, Department of Molecular Biology, Universität Princeton. Der Autor möchte auch das Department of Defense Prostate Cancer Research Program (Zuschüsse PC-030482 und PC-991552) und dem NCI / NIH (Grant R01CA118755) für ihre großzügige Unterstützung danken.