[發(fā)明專利]基于紙的細胞陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980110195.2
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101978272A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·德達;A·拉羅邁內(nèi)薩格;G·M·懷特賽德斯
• 申請（專利權(quán)）人: 哈佛學院院長等
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;C12Q1/02;G01N33/48
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 羅菊華

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2008年3月27日提交的美國臨時專利申請No.61/040,030、2008年3月27日提交的美國臨時專利申請No.61/040,010、2008年9月17日提交的美國臨時專利申請No.61/097,718及2009年1月22日提交的美國臨時專利申請No.61/146,413的權(quán)利，其全部內(nèi)容通過引用整體并入本文。

背景技術(shù)

細胞在體內(nèi)位于作為部分組織和器官結(jié)構(gòu)的組織化三維環(huán)境中。所述組織機化的損失為癌癥的特征(Wodarz，et?al.，Nature?Cell?Biology?9：1016-1024(2007)；Lee，et?al.，J.Cell?Sci.121：1141-1150(2008)；Morrison，et?al.，Nature?441：1068-1074(2006))。近一個世紀以來，在生物體外(離體)培養(yǎng)的細胞上進行的研究已推動了癌癥研究和抗癌制劑發(fā)現(xiàn)的進展(Ebeling，J.Exp.Med.17：273-285(1913)；Carrel，et?al.，J.Exp.Med.13：387-U34(1911)；Carrel，et?al.，J.Exp.Med.13：571-575(1911)；Leighton，Cancer?Res.17：929-941(1957)；Paul，Cancer?Res.22：431-&(1962))。用二維表面上培養(yǎng)的細胞進行了大多數(shù)的所述研究。已廣泛認識到在所述條件下培養(yǎng)的細胞和體內(nèi)的細胞間的形態(tài)和功能差異，且已顯示三維細胞生長基質(zhì)呈現(xiàn)出體內(nèi)細胞環(huán)境的更生理相關(guān)模型(Yamada，et?al.，Cell?130：601-610(2007)；Nelson，et?al.，Annu.Rev.Cell?Dev.Biol.22：287-309(2006)；Huang，et?al.，Nature?cell?biology?1：E131-E138(1999)；Schmeichel，et?al.，J.Cell?Sci.116，2377-2388(2003))。重要的是，在二維基質(zhì)上培養(yǎng)的細胞通常不應(yīng)答影響三維環(huán)境中細胞的可溶性因子(Emerman，et?al.，In?Vitro-Journal?of?the?Tissue?Culture?Association?13：316-328(1977)；Emerman，et?al.，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.74：4466-4470(1977)；Cukierman，et?al.，Science?294：1708-1712(2001)；Bissell，et?al.，Differentiation?70：537-546(2002)；Weaver，et?al.，J.Cell?Biol.137：231-245(1997))。然而，迄今為止，大多數(shù)藥物發(fā)現(xiàn)過程始于基于二維培養(yǎng)的測定中的小分子篩選。在動物和人體試驗中已鑒定的化合物的失敗迫使藥物發(fā)現(xiàn)的花費至＞10億美元/新化合物(Griffith，et?al.，Nat.Rev.Mol.Cell?Biol.7：211-224(2006))。基于三維培養(yǎng)物的高通量測定允許在藥物發(fā)現(xiàn)過程的第一步中進行藥物有效性和毒性的評估。將三維細胞培養(yǎng)物并入基礎(chǔ)和應(yīng)用癌癥研究的每方面將促進用于癌癥治療的新療法的發(fā)現(xiàn)。

三維環(huán)境與二維環(huán)境中細胞應(yīng)答的不同源自于細胞極性、基質(zhì)粘附位點的細胞廣泛分布及細胞對所述基質(zhì)機械特性應(yīng)答的不同(Yamada，et?al，.2007；Huang，et?al.，1999)。在分子水平上，通過整合素信號通路與其酪氨酸激酶受體間的交叉感知調(diào)控所述事件。基質(zhì)的化學組成、整合素配體的納米和微米級分布之類的特性(Cukierman，et?al.，2001；Chen，et?al.，Science?276：1425-1428(1997))及基質(zhì)的機械特性(Engler，et?al.，Cell?126：677-689(2006)；Pelham，et?al.，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94：13661-13665(1997)；Yeung，et?al.，Cell?Motil.Cytoskeleton?60：24-34(2005))可影響所述通路和調(diào)節(jié)細胞行為。此外，通過擴散驅(qū)使對凝膠樣基質(zhì)中細胞的氧和營養(yǎng)物質(zhì)傳遞。因此，基質(zhì)的結(jié)構(gòu)尺寸也在三維細胞培養(yǎng)中起作用。由于擴散的限制，在離體三維基質(zhì)中細胞的增殖通常為低于幾百微米的深度所限制。因此，在三維培養(yǎng)中必須小心控制所述基質(zhì)的大小、組成和機械特性。