ibidi解决方案|3D细胞培养与类器官模型的构建

 　　01、3D矩阵中的单细胞

　　在许多情况下，3D环境比2D细胞培养物更接近于体内情况。单细胞可以在3D凝胶中培养和成像，以分析各种生物学问题，例如细胞变形、迁移、管形成或ECM降解。除了只有一种细胞类型的培养物外，还可以通过在同一容器中共同培养两种不同细胞类型（例如癌症细胞和成纤维细胞）来研究它们的侵袭行为。

　　为了从凝胶基质中分离细胞，基质可以被酶降解（例如，胶原蛋白被胶原酶降解）。之后，细胞可以在新的凝胶基质中扩增，或者进一步处理以分离DNA、RNA或蛋白质。

　　在µ-Slide Chemotaxis中的I型胶原蛋白、鼠尾层中表达LifeAct的HT-1080细胞（绿色）

　　ibidi解决方案

　　ibidi I型胶原蛋白是一种非胃蛋白酶化的天然胶原蛋白，用于在凝胶基质中模拟生物ECM。其快速凝胶有助于在3D凝胶中实现最佳的细胞分布。

　　在µ-Slide III 3D Perfusion中，单个细胞嵌入3D矩阵中。特殊的通道几何形状允许以低流速进行灌流（例如，当使用ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统时）。与静态培养不同，灌流可确保最佳的氧气和营养供应。这种设置使得长达数周的长期培养成为可能。此外，超薄的盖玻片底部可实现高分辨率成像。

　　µ -Slide 15 Well 3D和µ-Plate 96 Well 3D可以在3D凝胶上或内部对单细胞和共培养物进行简单、经济高效的培养和显微镜检查。凝胶层直接连接到上方的培养基储存器，通过扩散实现快速、轻松的培养基交换。对于特殊应用，ibidi还可以提供带有1.5H玻璃底部的µ-Slide 15孔3D玻璃底细胞培养载玻片。

　　μ -Slide I Luer 3D设计用于在具有确定流量的3D凝胶基质上或其中培养细胞。三个孔中的每一个都可以填充凝胶，其中可以嵌入细胞。对于限定流量的应用，顶部的通道可以连接到泵（例如，连接到ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统），以确保最佳的氧气和营养供应。

　　µ-Slide Chemotaxis和Sticky-Slide Chemotaxis非常适合分析2D和3D中的单细胞迁移。在水基3D凝胶（例如Collagen I凝胶和 Matrigel ® ）中可以轻松建立趋化梯度，因为凝胶结构不会阻碍通过扩散形成可溶梯度。

　　大多数ibidi实验室器具，例如µ-Dish 35mm, high 或µ-Slide 8 Well high，可用于在3D矩阵中培养单细胞，是高端显微镜的理想选择。

　　02、球体和类器官培养

　　球体是在3D非贴壁培养条件下相互粘附的细胞。它们缺乏干细胞，这意味着它们由完全分化的细胞组成。例如，可以通过使用悬滴或强制漂浮方法将它们放入无支架悬浮液中来生成它们。

　　球体不能自我更新和进一步分化。肿瘤细胞球体是一个例外，因为肿瘤细胞具有无限的增殖能力，它们能够分裂和更新。因此，球体是检查肿瘤细胞行为（例如大规模药物筛选）的有用模型。

　　在µ-Plate 96 Well 3D中球体生成实验方案可点击查看→AN 32: Generation of Spheroids

　　NIH-3T3细胞在ibidi µ-Pattern上形成明确的球体。将细胞接种在 µ-Slide VI 0.4中的200 µm粘附点上，并在流动（3dyn/cm²）下保持14天。

　　类器官是培养的“微型器官”。它们可以由成体干细胞(ASC)或多能干细胞(PSC)产生。当在3D基质/支架（例如Matrigel ®或胶原蛋白）中培养时，这些细胞分化成器官特异性细胞类型，从而构建小型功能器官。

　　Sato等人利用Lgr5 +干细胞创建了第一代肠道类器官，启动了许多从不同器官（如肠、肝脏、大脑、前列腺、肾、胰腺、肺和甲状腺）生成类器官的方案。重要的是，它们可以使用CRISPR等技术进行编辑，使其成为个人治疗、器官发生和药物筛选研究的强大工具。

球体是细胞聚集体，通常由癌细胞产生

类器官是由干细胞培育而成的微型器官

　　参考文献：

　　Sato T, et al. (2009) Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature 459(7244):262–265. 10.1038/nature07935.

　　Drost J, Clevers H (2018) Organoids in cancer research. Nat Rev Cancer 18:407–418. 10.1038/s41568-018-0007-6.

　　Tuveson D, Clevers H (2019) Cancer modeling meets human organoid technology. Science 364(6444):952–955. 10.1126/science.aaw6985.

　　ibidi解决方案

　　µ-Slide Spheroid Perfusion是用于长期球体培养的专用流动室。每个3 x 7孔形成自己的生态位，在其中培养标本。通过孔顶部通道进行灌注可确保整个实验过程中营养和氧气的最佳扩散，而不会使样本受到显着的剪切力。

　　µ-Slides With Multi-Cell µ-Pattern可实现空间定义的细胞粘附，用于球体和类器官的生成、长期培养和高分辨率成像。确定的粘附点能够从细胞悬浮液中捕获所有粘附的单细胞。周围的生物惰性表面完全不可细胞附着。这迫使所有细胞在粘附点处相互聚集，从而以明确且可控的方式形成球体。

　　生物惰性是一种稳定的生物惰性表面，适用于在非粘附表面上对球体、类器官和悬浮细胞进行长期培养和高分辨率显微镜观察，没有任何细胞或生物分子粘附。目前可提供µ-Dish 35 mm高壁生物惰性、µ-Slide 8孔高壁生物惰性、µ-Slide 4 孔生物惰性和µ-Slide VI 0.4生物惰性。

　　在µ-Slide III 3D Perfusion中，球体或类器官可以在凝胶层中或凝胶层上培养，或嵌入 3D 基质中。特殊的通道几何形状允许以低流速进行灌流（例如，当使用ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统时）。这种设置使得长达数周的长期培养成为可能。此外，超薄的盖玻片底部可实现高分辨率成像。

　　µ -Slide 15 Well 3D 和µ-Plate 96 Well 3D 可以在3D凝胶上或内部对单细胞和共培养物进行简单、经济高效的培养和显微镜检查。凝胶层直接连接到上方的培养基储存器，通过扩散实现快速、轻松的培养基交换。对于特殊应用，ibidi还可以提供带有1.5H玻璃底部的µ-Slide 15孔3D玻璃底细胞培养载玻片。

　　ibidi I型胶原蛋白是一种非胃蛋白酶化的天然胶原蛋白，用于在凝胶基质中模拟ECM。其快速凝胶有助于在3D凝胶中实现最佳的细胞分布。

　　03、流体状态下的3D细胞培养

　　间隙渗流

　　在体内，许多细胞类型不断暴露于液体流动中。当在体外3D基质中培养它们时，可以通过向它们灌注生长培养基或任何选择的试剂或药物来施加柔和的间隙渗流。通过这样做，可以建立接近细胞自然环境的条件。

　　灌流

　　3D矩阵内部的细胞和上面的通道的组合可以很容易地应用流体。该实验装置通过凝胶的扩散被动地给体外3D基质内的细胞提供营养，通过轻柔的流动为细胞提供氧气和营养物质。可调节的流速决定了营养水平，使长期活细胞实验成为可能。

　　ibidi解决方案

　　ibidi Channel Slides通道载玻片，包括µ-Slide III 3D Perfusion、µ-SlideI Luer 3D和µ-Slider VI系列产品，允许在3D基质中接种细胞并应用流体（例如，使用ibidi Pump System泵系统/流体剪切力系统）。