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)細胞培養(yǎng)系統(tǒng)

• 微重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)（TDCCS-3D)，創(chuàng)新運用傾斜45°旋轉(zhuǎn)裝置，可實現(xiàn)整機三維動態(tài)旋轉(zhuǎn)。將腫瘤細胞懸液與合適的細胞外基質(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胞培養(yǎng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度和方向，使細胞在微重力環(huán)境下均勻分布，并隨著細胞外基質(zhì)的沉積和細胞間相互作用，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，促進細胞間的自組裝和類器官的形成，同時還能保證培養(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記腫瘤細胞，然后將標記后的細胞置于強磁場中。在磁場作用下，細胞受到磁力和重力的合力作用，當磁力與重力達到平衡時，細胞可處于微重力狀態(tài)。在此狀態(tài)下，細胞會在細胞外基質(zhì)中聚集并逐漸形成 3D 腫瘤類器官。

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

  
  

微流控芯片法

• 設(shè)計具有特定微通道結(jié)構(gòu)的微流控芯片，將腫瘤細胞和細胞外基質(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。細胞在微通道內(nèi)與細胞外基質(zhì)相互作用，逐漸形成 3D 腫瘤類器官。

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