如何在微環(huán)境下構(gòu)建3D腫瘤類器官

在微重力環(huán)境下構(gòu)建 3D 腫瘤類器官主要有以下幾種方法：

微重力旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)

• 微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)（TDCCS-3D)，創(chuàng)新運(yùn)用傾斜45°旋轉(zhuǎn)裝置，可實(shí)現(xiàn)整機(jī)三維動態(tài)旋轉(zhuǎn)。將腫瘤細(xì)胞懸液與合適的細(xì)胞外基質(zhì)材料混合后，加入到培養(yǎng)瓶中。通過精確控制微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度和方向，使細(xì)胞在微重力環(huán)境下均勻分布，并隨著細(xì)胞外基質(zhì)的沉積和細(xì)胞間相互作用，逐漸形成 3D 腫瘤類器官。

• 這種方法可以提供相對穩(wěn)定的微重力環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞間的自組裝和類器官的形成，同時(shí)還能保證培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣均勻分布，有利于類器官的生長和發(fā)育。

  
  

磁懸浮法

• 利用磁性納米粒子標(biāo)記腫瘤細(xì)胞，然后將標(biāo)記后的細(xì)胞置于強(qiáng)磁場中。在磁場作用下，細(xì)胞受到磁力和重力的合力作用，當(dāng)磁力與重力達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞可處于微重力狀態(tài)。在此狀態(tài)下，細(xì)胞會在細(xì)胞外基質(zhì)中聚集并逐漸形成 3D 腫瘤類器官。

• 該方法能精確控制細(xì)胞所處的微重力環(huán)境，且對細(xì)胞的損傷較小，但需要特殊的磁性標(biāo)記和磁場設(shè)備。

  
  

微流控芯片法

• 設(shè)計(jì)具有特定微通道結(jié)構(gòu)的微流控芯片，將腫瘤細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)材料分別注入到芯片的不同通道中。在微流控芯片中，通過控制流體的流動和壓力，模擬微重力環(huán)境。細(xì)胞在微通道內(nèi)與細(xì)胞外基質(zhì)相互作用，逐漸形成 3D 腫瘤類器官。

• 微流控芯片法可以實(shí)現(xiàn)對微重力環(huán)境的精細(xì)調(diào)控，同時(shí)便于對類器官的形成過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和監(jiān)測，有利于研究類器官的發(fā)育機(jī)制和優(yōu)化構(gòu)建條件。