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Thermo Scientific的Nunclon Sphera 3D細胞培養系統,設計專用於球狀體培養(例如3D腫瘤細胞球狀體)和類器官培養(例如腦類器官),提供從培養盤、培養皿和培養瓶等多種規格形式可選擇。
低貼附性細胞培養盤,也稱為球狀體培養盤 (spheroid culture plates),其設計使細胞幾乎無法貼附在培養器皿上,並透過細胞本身天然分泌的胞外基質(extracellular matrices, ECM),促使細胞-細胞間的聚集,來形成3D球狀體和類器官。
在《3D細胞培養與分析手冊》中概述了從2D細胞模型過渡到3D細胞模型的細胞株、培養條件和分析技術。
在《3D細胞培養與分析活動手冊》中享受迷宮、實驗室獎勵、單字找尋等樂趣。
Nunclon Sphera獨家專利表面塗層有助於防止蛋白質吸附在細胞培養皿表面,從而盡可能地減少了單層細胞與培養容器(包括培養盤、培養皿與培養瓶)的黏附。
圖1. 與標準細胞培養瓶(例如Nunclon Delta)相比,在Nunclon Sphera 3D超低貼附性培養瓶上觀察到三種不同細胞類型的細胞附著量最少。
透過 Nunclon Sphera 96孔U型底超低貼附性3D細胞培養盤 ,來實現細胞可靠的生長,並且更易於控制球狀體尺寸,這對於重視一致性和再現性的應用非常重要。3D腫瘤細胞球狀體可以模仿體內實體腫瘤的均勻生長發展,以及大型腫瘤的缺氧核心 (hypoxic core)。
圖2. HCT 116結腸癌細胞的生長動力學,顯示了即使初始接種密度低至100個細胞/孔,Nunclon Sphera 3D細胞培養盤也能在早期形成球狀體。
圖3. HCT 116 3D腫瘤球狀體的大小可以透過孔中的初始接種密度來控制。將HCT 116結腸癌細胞在 Nunclon Sphera 3D超低貼附性細胞培養盤上培養112個小時。
圖4. 在 Nunclon Sphera 96孔U型底球狀體培養盤上培養2天後,HeLa腫瘤球狀體中的缺氧核心,初始接種密度為1,000個細胞/孔。在Nunc玻璃底細胞培養皿 上使用Invitrogen Image-iT Red Hypoxia探針和Invitrogen NucBlue Live ReadyProbes試劑對3D腫瘤細胞球狀體進行染色。
神經幹細胞(NSC)透過天然分泌的細胞外基質彼此聚集,並快速形成神經球。透過合適的 3D細胞培養方案,神經球中一致的細胞生長可進一步分化為具有組織特異性形態和功能的多細胞結構,稱為腦類器官。
圖5. 人類iPSC衍生的神經球在 Nunclon Sphera球狀體培養盤上培養一周後,使用DAPI染色並進行成像。
胚胎幹細胞(ESC)和誘導多功能幹細胞(iPSC)形成3D聚集體,稱為擬胚體 (Embryoid body),由黏附分子的複雜網絡結合在一起。擬胚體內部的旁泌信號 (paracrine signaling) 對於胚胎的形成至關重要,該信號可以影響環境誘導,並決定三個胚層的最終分化。
圖6. 透過 Invitrogen LIVE(綠色)/DEAD(紅色)活力測定(比例尺為1,000 μm),評估在Nunclon Sphera 3D細胞培養皿上,以添加了TGF-b的Gibco Essential 6培養基所生成的擬胚體中,人類胚胎幹細胞的活力。
圖7. 如外胚層標記物β-微管蛋白、內胚層標記物甲胎蛋白(alpha fetoprotein , AFP)和中胚層標記物平滑肌肌動蛋白(SMA)的表達所示,人類擬胚體在Nunc Lab Tek II Chamber載玻片上分化為三個胚層。使用DAPI進行對比染色。
新藥開發的高失敗率,意味者在藥物開發過程的早期階段,更需要具備更佳的3D細胞模型提高成功率。在Nunclon Sphera 3D細胞培養微孔盤的孔為中心位置,培養出尺寸均勻的3D細胞球狀體和類器官,可以為藥物研發和疾病建模提供了一種極具吸引力且生物學相關性更好的3D細胞模型系統,且適用於高通量篩選或高內涵篩選。
圖8. 在Nunclon Sphera 96孔U型底盤中,A549人源3D肺腫瘤球狀體顯示出尺寸均勻且形狀一致的明視野影像。
圖9. 使用A549和HeLa 3D腫瘤球狀體在Nunclon Sphera 96孔U型底盤上,演示了氯硝柳胺誘導(Niclosamide-induced)的粒線體膜去極化和細胞凋亡。腫瘤球狀體採用MitoTracker Orange和CellEvent Green Caspase 3/7進行染色。
僅供研究用途,不得用於診斷程序