三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù).ppt

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三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用 背景資料 體外建立適合細(xì)胞和組織生長(zhǎng)的生理微環(huán)境對(duì)醫(yī)學(xué)研究至關(guān)重要 而傳統(tǒng)的單層平面培養(yǎng)的細(xì)胞無論是在形態(tài) 結(jié)構(gòu)和功能方面都與在體內(nèi)自然生長(zhǎng)的細(xì)胞相去甚遠(yuǎn) 由于無基質(zhì)支持 細(xì)胞僅能貼壁生長(zhǎng) 從而失去其原有的形態(tài)特征及生長(zhǎng)分化能力 三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)以其能為細(xì)胞和組織創(chuàng)造一個(gè)均衡獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 進(jìn)行氣體交換和廢物排出的理想生理場(chǎng)所 又易于形成具有合理形態(tài)和生理功能的組織器官等特點(diǎn) 優(yōu)勢(shì) 因不同的方式提供給細(xì)胞最適宜的生長(zhǎng)環(huán)境 形成以下幾種培養(yǎng)方式 皮氏培養(yǎng)瓶 攪拌式生物反應(yīng)器 中空纖維生物反應(yīng)器 灌注小室 微重力旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器 三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)也常被應(yīng)用于藥物載體 藥物毒理 藥物篩選 腫瘤治療等方面的研究 兩種方法 Top down方法 可生物降解的支架材料和水凝膠由生物可降解聚合物組成 例如聚 乳酸 聚 乙醇酸 細(xì)胞封裝在支架能積極成長(zhǎng)并聚集 雖然它們的生長(zhǎng)速率可以通過培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)因子控制 但是三維設(shè)計(jì)的組織具有精確控制的細(xì)胞類型 但是目前細(xì)胞 細(xì)胞相互作用的機(jī)理尚未明確 這些納米纖維支架可以向暫定單元格對(duì)齊方式或粘連因形態(tài) 但它難以保持這些效果 因?yàn)榧{米纖維完全覆蓋培養(yǎng)的細(xì)胞和表達(dá)的ECM的細(xì)胞 因此 使用可生物降解基質(zhì)如凝膠或纖維支架的常規(guī)做法有若干限制 Bottom up方法 fibronectin FN 纖維蛋白gelatin G 明膠layer by layer LbL 三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用 干細(xì)胞分化 生長(zhǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞又稱為骨髓基質(zhì)干細(xì)胞 為造血干細(xì)胞的生長(zhǎng) 分化及自我更新提供重要的微環(huán)境 具有多向分化潛能 能分化為造血實(shí)質(zhì)細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞 以及肌肉細(xì)胞 脂肪細(xì)胞 骨細(xì)胞 軟骨細(xì)胞等各種類型細(xì)胞 血管組織再生血管組織再生需要細(xì)胞 細(xì)胞外基質(zhì)和信號(hào)系統(tǒng)共同參與完成 三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可使細(xì)胞呈立體生長(zhǎng) 更接近于體內(nèi)生長(zhǎng)模式 為血管生長(zhǎng)模擬了類似于體內(nèi)的三維空間 并在生長(zhǎng)因子的作用下誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生出芽 增生 遷移或分化等一系列變化 對(duì)于評(píng)估各種影響因素對(duì)血管生成更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 器官與組織修復(fù)肝臟修復(fù) 利用具有獨(dú)立中空纖維膜系統(tǒng)的三維多室生物反應(yīng)器 培養(yǎng)人原代肝實(shí)質(zhì)和非實(shí)質(zhì)細(xì)胞 結(jié)果顯示所培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)細(xì)胞團(tuán)塊內(nèi)可見復(fù)雜的膽管網(wǎng)絡(luò)和祖細(xì)胞樣的細(xì)胞集落 并檢測(cè)到血管樣結(jié)節(jié)部位的分裂細(xì)胞中含肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子 為臨床上體外培養(yǎng)肝細(xì)胞 用于肝臟移植提供依據(jù) 心臟的修復(fù) 采用微米和納米級(jí)的三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)心肌干細(xì)胞 觀察到心肌干細(xì)胞在i維灌流培養(yǎng)系統(tǒng)中粘附 增殖的潛伏期顯著高于二維靜止培養(yǎng) 提示三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為心肌細(xì)胞的再生 以及心臟疾病的治療提供了有效的途徑 骨組織的修復(fù) 用光敏感脂質(zhì)體 藻酸鹽凝膠對(duì)骨源細(xì)胞進(jìn)行三維固化培養(yǎng) 觀察到細(xì)胞被較好地定位于凝膠中 并保持良好的活力 顯示該三維固化方法可促進(jìn)骨源細(xì)胞在理想位置的生長(zhǎng) 利于骨組織工程支架和人工骨組織的研究 在神經(jīng)科的應(yīng)用 對(duì)機(jī)理的研究 Athree dimensionalhumanneuralcellculturemodelofAlzheimer sdisease 對(duì)神經(jīng)再生的研究 Controlledsurfacemorphologyandhydrophilicityofpolycaprolactonetowardselectivedifferentiationofmesenchymalstemcellstoneurallikecells 謝謝