[發(fā)明專利]基于PDMS的三維細(xì)胞共培養(yǎng)模型及制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310248038.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN103305421A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林洪麗;張團(tuán)兒;滕佳琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院
• 主分類號(hào): C12M3/00
• 分類號(hào): C12M3/00
• 代理公司: 大連非凡專利事務(wù)所 21220
• 代理人: 曲寶威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種細(xì)胞培養(yǎng)模型及制備方法，特別是一種基于PDMS的三維細(xì)胞共培養(yǎng)模型及制備方法。

背景技術(shù)

體外細(xì)胞共培養(yǎng)（co-culture）是將兩種細(xì)胞（可以來(lái)自同一種組織，也可以來(lái)自不同的組織）混合共同培養(yǎng)，從而使其中一種細(xì)胞的形態(tài)和功能穩(wěn)定表達(dá)，并維持較長(zhǎng)時(shí)間。細(xì)胞共培養(yǎng)技術(shù)能模擬體內(nèi)生成的微環(huán)境，便于更好的觀察細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與培養(yǎng)環(huán)境之間的相互作用以及探討藥物的作用機(jī)制和可能作用的靶點(diǎn)，填補(bǔ)了單層細(xì)胞培養(yǎng)和整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的鴻溝。

該技術(shù)能夠主要涉及以下幾方面的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用：1.?細(xì)胞與細(xì)胞之間的接觸作用，引起胞質(zhì)膜的直接接觸并產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)?ECM，其含有間質(zhì)膠原、纖連蛋白、蛋白多糖及層粘連蛋白等成分，從而模擬了與體內(nèi)相似的微環(huán)境，維持細(xì)胞的立體構(gòu)形及促進(jìn)細(xì)胞的功能。2.?細(xì)胞與細(xì)胞之間的相互作用，觀察細(xì)胞共培養(yǎng)后其功能、性狀和生長(zhǎng)行為的變化，如某一細(xì)胞的分泌物對(duì)另外一種細(xì)胞基因表達(dá)的影響，細(xì)胞與細(xì)胞之間的“對(duì)話”等。3.?研究藥物對(duì)細(xì)胞形態(tài)、功能的影響及相關(guān)機(jī)制，為新藥研發(fā)提供重要技術(shù)支持。

目前常見的細(xì)胞共培養(yǎng)方法可以大致分為直接接觸式共培養(yǎng)和非直接接觸式共培養(yǎng)。直接接觸式共培養(yǎng)是指在適宜條件下，將兩種及兩種以上細(xì)胞按照一定比例接種于同一培養(yǎng)皿中共同培養(yǎng)，使兩種細(xì)胞直接接觸，并通過旁分泌、自分泌作用產(chǎn)生細(xì)胞因子等進(jìn)行相互作用。其缺點(diǎn)是兩種細(xì)胞分離較困難，不便于觀察和后續(xù)檢測(cè)。非直接接觸式共培養(yǎng)是指將兩種及兩種以上細(xì)胞分別接種于不同的載體上，然后將這些載體置于同一個(gè)培養(yǎng)環(huán)境之中，不同種細(xì)胞間不存在直接接觸。由于兩種細(xì)胞容易分離，便于觀察和不影響后續(xù)的檢測(cè)，主要包括以下幾種技術(shù)方法：1.?用一種細(xì)胞的培養(yǎng)上清液（含有不同生長(zhǎng)因子）與另外一種細(xì)胞共培養(yǎng)。其操作簡(jiǎn)單，但無(wú)法動(dòng)態(tài)觀察細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的變化。2.?將接種一種細(xì)胞的玻片放入培養(yǎng)另一種細(xì)胞的培養(yǎng)皿中進(jìn)行共培養(yǎng)。此方法操作簡(jiǎn)單，但是不能動(dòng)態(tài)觀測(cè)細(xì)胞間的相互作用和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。3.?將兩種細(xì)胞先后接種于同一培養(yǎng)皿中垂直共培養(yǎng)，中間以基質(zhì)膠或聚碳酸酯膜分隔的夾心式共培養(yǎng)法。4.?Transwell共培養(yǎng)法：應(yīng)用一類有通透性的杯狀裝置，杯子底部覆有具通透性的膜聚碳酸酯膜（孔徑大小有0.1-12.0um）將?Transwell?小室放入培養(yǎng)板中，細(xì)胞A種在上室內(nèi)，下層培養(yǎng)板中接種細(xì)胞B?并且其培養(yǎng)液中的成分可以影響到上室內(nèi)的細(xì)胞，從而可以研究細(xì)胞B分泌或代謝產(chǎn)生的物質(zhì)對(duì)細(xì)胞A的影響。以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以模擬體內(nèi)環(huán)境中細(xì)胞的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)層次關(guān)系，但是其垂直結(jié)構(gòu)對(duì)于細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)無(wú)法排除重力干擾也不利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)。5.?基于微流控芯片的細(xì)胞共培養(yǎng)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同需要設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的微流控芯片，使兩種細(xì)胞可以在同一芯片的不同培養(yǎng)池中進(jìn)行共培養(yǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，規(guī)模化，節(jié)省樣品用量等，也可以排除重力干擾因素，但不利于收集細(xì)胞進(jìn)行分子生物學(xué)檢測(cè)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的二維化單層細(xì)胞培養(yǎng)而言，三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)?(three?dimensional?cell?culture,?TDCC)?是指將具有三維結(jié)構(gòu)不同材料的載體與各種不同種類的細(xì)胞在體外共同培養(yǎng)，使細(xì)胞能夠在載體的三維立體空間結(jié)構(gòu)中遷移、生長(zhǎng)，構(gòu)成三維的細(xì)胞載體復(fù)合物。三維細(xì)胞培養(yǎng)是將細(xì)胞培植在一定的細(xì)胞外基質(zhì)中，細(xì)胞外基質(zhì)?(extra?cellular?matrix,?ECM)?蛋白充當(dāng)生長(zhǎng)支架，使得細(xì)胞能夠分化產(chǎn)生一定的三維組織特異性結(jié)構(gòu)，以此創(chuàng)建的細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境可以最大程度地模擬體內(nèi)環(huán)境。目前細(xì)胞三維培養(yǎng)應(yīng)用的生物材料主要包括：人工軟骨、PET聚乙烯酯、纖維蛋白支架、膠原支架、旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器、微膠囊和中空纖維等。

雖然目前有很多不同的細(xì)胞共培養(yǎng)方法和細(xì)胞三維培養(yǎng)方法被廣泛應(yīng)用，但是均受到技術(shù)問題所限，存在各自的缺點(diǎn)和不足，無(wú)法同時(shí)滿足細(xì)胞在水平方向進(jìn)行共培養(yǎng)、動(dòng)態(tài)觀察細(xì)胞的相互作用和細(xì)胞三維生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)變化、收集足量的細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)分子生物學(xué)檢測(cè)等幾方面的實(shí)驗(yàn)需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、具有兩個(gè)分隔細(xì)胞培養(yǎng)池、便于三維動(dòng)態(tài)觀察細(xì)胞間相互作用產(chǎn)生的形態(tài)和運(yùn)動(dòng)變化、有利于收集細(xì)胞進(jìn)行分子生物學(xué)檢測(cè)的基于PDMS的三維細(xì)胞共培養(yǎng)模型及制備方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。