三维细胞培养系统 3d cell culture technology

 Nature Nanotechnology 5, 291 - 296 （2010）  三维细胞培养系统 3d cell culture technology

Published online: 14 March 2010 | doi:10.1038/nnano.2010.23

Subject terms: Nanomaterials | Nanomedicine

Three-dimensional tissue culture based on magnetic cell levitation

Glauco R. Souza^1,9, Jennifer R. Molina², Robert M. Raphael³, Michael G. Ozawa¹, Daniel J. Stark⁴, Carly S. Levin⁵, Lawrence F. Bronk¹, Jeyarama S. Ananta⁶, Jami Mandelin¹, Maria-Magdalena Georgescu², James A. Bankson⁷, Juri G. Gelovani⁸, T. C. Killian⁴, Wadih Arap¹ & Renata Pasqualini¹

Abstract

Cell culture is an essential tool in drug discovery, tissue engineering ａnd stem cell research. Conventional tissue culture produces two-dimensional cell growth with gene expression, signalling ａnd morphology that CAN be different from those foundin vivo, ａnd this compromises its clinical relevance^{1, 2, 3, 4, 5}. Here, we report a three-dimensional tissue culture based on magnetic levitation of cells in the presence of a hydrogel consisting of gold, magnetic iron oxide nanoparticles ａnd filamentous bacteriophage. By spatially controlling the magnetic field, the geometry of the cell mass can be manipulated, ａnd multicellular clustering of different cell types in co-culture can be achieved. Magnetically levitated human glioblastoma cells showed similar protein expression profiles to those observed in human tumour xenografts. Taken together, these results indicate that levitated three-dimensional culture with magnetized phage-based hydrogels more closely recapitulates in vivo protein expression ａnd may be more feasible for long-term multicellular studies.

作者：小茜来源：生物通2010-3-19 10:09:03

LED="f" stroked="f">2009年末，3D电影阿凡达风靡，细胞的世界其实也有3D的精彩，一个来自Houston医学研究ZX的研究团队开发出一种3D细胞培养技术，相关成果文章公布在一期的Nature  Nanotechnology上。

相比阿凡达的3D技术，在实验室用3D技术培养细胞简单得多，只要在培养皿中提供一个磁力，使得细胞悬浮在培养皿中就可以轻松获得，这样细胞在培养皿中的环境更像在组织中生长的环境。

传统细胞培养技术在模拟细胞体内生存环境方面做得还不够。3D细胞培养技术的发明就是为了在细胞培养过程中，为细胞提供一个更加接近体内生存条件的微环境。

文章的作者之一Tom  Killian副教授表示，用3D细胞培养技术可使得细胞状态保持与在人体内生长的相似，这对药物筛选等研究具有重要的意义。如果说，我们可以提高药物筛选的可信度，只要提高10%，就能节省1亿美金的研发经费。

德克萨斯大学Anderson癌症ZX的David  H.Koch表示，在癌症研究中，3D技术显得更为关键，我们下一步的计划是将这些3D技术用于癌症方面的研究。

3D细胞培养技术为细胞提供一个更加接近体内生存条件的微环境，感觉就像“在家里一样”。该技术不仅仅应用于基于细胞的高通量药物筛选，还可以应用于医学中。

3D细胞培养，细胞生长更接近体内环境——感觉像“在家里一样”。因此，研究者通过3D培养技术从高通量筛选、毒物筛选及其它筛选中来获得接近体内真实情况的数据