无需人工支架操控活细胞构建稳定的三维细胞组装

这种新方法使我们能够在含有非特异性亲水性聚合物的水相缓冲溶液中，通过建立稳定的细胞间接触，由目标单个细胞构建三维细胞组装体。在本视频中，我们将演示如何操控目标单细胞，并在无人工支架的条件下构建三维细胞组装体。此处将以含右旋糖酐的培养基为例，展示实验操作流程。

首先，在25立方厘米的培养瓶中加入5毫升DMEM培养基（含10%FBS和1%青霉素-链霉素），培养NAMRU小鼠乳腺上皮细胞，培养时间为两至三天。当准备进行下一步操作时，使用吸管吸除补充了血清的DMEM培养基，加入3至5毫升预热至37摄氏度的PBS洗涤细胞。再使用吸管将培养瓶中的PBS完全吸除。

加入 1.5 毫升预热至 37 摄氏度的胰蛋白酶。在 37 摄氏度的 CO2 培养箱中孵育至少一到两分钟。随后加入 3.5 毫升含有 10% FBS 和 1% 青霉素-链霉素的 DMEM 培养基。

用移液器吹打混匀。将细胞悬液转移至15毫升离心管中，在室温下以417 × g离心3分钟，然后吸除上清液。

加入5毫米含10%FBS和1%青霉素-链霉素的新鲜DMEM培养基。如有需要，按照生产商说明书使用冻存液对细胞进行冻存。首先将10毫升添加了10%FBS和1%青霉素-链霉素的DMEM与0.8克葡聚糖混合，配制80毫克/毫升的葡聚糖溶液。

将200微升该Dextran溶液与200微升先前制备的细胞悬液混合，制成含有40毫克/毫升Dextran培养基的细胞悬液。首先，打开激光器，注意使用波长处于红光至近红外区域的激光束效果最佳。然后通过双击软件图标打开软件。

双击摄像头图标，注意相应的显示窗口将弹出。然后依次双击发光二极管、焦点调节和移动载物台的图标，以打开它们的显示窗口。首先将两个玻璃间隔片放置到底部盖玻片上。

将20微升先前制备的含葡聚糖的细胞悬液转移至底部盖玻片上。然后将顶部盖玻片放置在覆盖细胞悬液的隔片上。将样品池置于物镜下方，并在其中加入10微升蒸馏水，用于水浸没显微镜观察。

使用10微升蒸馏水将上部物镜固定在样品池顶部。接着，单击显微镜照明窗口中的开关按钮以打开LED光源。单击物镜定位窗口中的方向按钮，调节样品与下部物镜之间的距离，直至图像清晰对焦。

在信号衰减窗口中将每束激光的强度设置为 1500 毫瓦。然后，单击两个激光图标，使激光束分别照射位置一和位置二。在样品定位窗口中单击方向按钮，移动样品台，直至细胞被捕获至位置一。

单击并拖动指示位置二的光标，直到另一个细胞被捕获在位置二。首先，操控一个细胞，使其与另一个细胞接触。保持此状态 300 秒，使该细胞暴露于激光下 300 秒。

记录 x-y 轴。捕获另一个细胞，并将其转运至前两个细胞处，构建任意的二维细胞组装体。然后上下移动载物台，构建三维细胞组装体。

确认即使在激光关闭后，组装结构仍然保持稳定。本研究中使用可溶性聚合物构建三维单细胞组装体。此处展示了利用双光束光镊形成的示例结构。

如果实验成功，即使关闭激光后，这些细胞组装体仍能保持稳定。这种新方法可用于在含有天然亲水性聚合物的水相介质中构建三维细胞组装体。人们高度期待利用再生医学和组织工程领域中的一些强大工具，开始构建此类新一代细胞组装体。