Name: Erzeugung von dreidimensionalen Sphäroiden/Organoiden aus zweidimensionalen Zellkulturen mit Hilfe eines neuartigen Stempelgeräts (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-03-28T14:10:00.000+00:00
Duration: 5 min 40 s
Description: Lernen Sie die Erzeugung von 3D-Sphäroiden und Organoiden aus 2D-Zellkulturen mit einem neuartigen Stempelgerät in Agaroseformen. Diese kostengünstige Methode ermöglicht reproduzierbare Zellkulturen für biomedizinische Forschung.

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<ol><li>Lian, J., Yue, Y., Yu, W., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immunosenescence%3A+a+key+player+in+cancer+development%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hematol+Oncol%22%5BJournal%5D)">Immunosenescence: a key player in cancer development.</a> J Hematol Oncol. 13 (1), 151(2020).</li>
<li>Wang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reciprocal+interactions+between+beta1-integrin+and+epidermal+growth+factor+receptor+in+three-dimensional+basement+membrane+breast+cultures%3A+a+different+perspective+in+epithelial+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Reciprocal interactions between beta1-integrin and epidermal growth factor receptor in three-dimensional basement membrane breast cultures: a different perspective in epithelial biology.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 95 (25), 14821-14826 (1998).</li>
<li>Dzobo, K., Dandara, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+extracellular+matrix%3A+its+composition%2C+function%2C+remodeling%2C+and+role+in+tumorigenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Biomimetics%22%5BJournal%5D)">The extracellular matrix: its composition, function, remodeling, and role in tumorigenesis.</a> Biomimetics. 8 (2), 146(2023).</li>
<li>Sutherland, R. M., McCredie, J. A., Inch, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+multicell+spheroids+in+tissue+culture+as+a+model+of+nodular+carcinomas%5BTitle%5D)+AND+%22J+Natl+Cancer+Inst%22%5BJournal%5D)">Growth of multicell spheroids in tissue culture as a model of nodular carcinomas.</a> J Natl Cancer Inst. 46 (1), 113-120 (1971).</li>
<li>Lancaster, M. A., Knoblich, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organogenesis+in+a+dish%3A+modeling+development+and+disease+using+organoid+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Organogenesis in a dish: modeling development and disease using organoid technologies.</a> Science. 345 (6194), 1247125(2014).</li>
<li>Bialkowska, K., Komorowski, P., Bryszewska, M., Milowska, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spheroids+as+a+type+of+three-dimensional+cell+cultures-examples+of+methods+of+preparation+and+the+most+important+application%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Spheroids as a type of three-dimensional cell cultures-examples of methods of preparation and the most important application.</a> Int J Mol Sci. 21 (17), 6225(2020).</li>
<li>Razian, G., Yu, Y., Ungrin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+large+numbers+of+size-controlled+tumor+spheroids+using+microwell+plates%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Production of large numbers of size-controlled tumor spheroids using microwell plates.</a> J Vis Exp. (81), e50665(2013).</li>
<li>Andersen, T., Auk-Emblem, P., Dornish, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+Cell+culture+in+alginate+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Microarrays+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">3D Cell culture in alginate hydrogels.</a> Microarrays (Basel). 4 (2), 133-161 (2015).</li>
<li>Hou, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+development+of+primary+pancreatic+organoid+tumor+models+for+high-throughput+phenotypic+drug+screening%5BTitle%5D)+AND+%22SLAS+Discov%22%5BJournal%5D)">Advanced development of primary pancreatic organoid tumor models for high-throughput phenotypic drug screening.</a> SLAS Discov. 23 (6), 574-584 (2018).</li>
<li>Napolitano, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaffold-free+three-dimensional+cell+culture+utilizing+micromolded+nonadhesive+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">Scaffold-free three-dimensional cell culture utilizing micromolded nonadhesive hydrogels.</a> Biotechniques. 43 (4), 494-500 (2007).</li>
<li>Maria-Engler, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Co-localization+of+nestin+and+insulin+and+expression+of+islet+cell+markers+in+long-term+human+pancreatic+nestin-positive+cell+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22J+Endocrinol%22%5BJournal%5D)">Co-localization of nestin and insulin and expression of islet cell markers in long-term human pancreatic nestin-positive cell cultures.</a> J Endocrinol. 183 (3), 455-467 (2004).</li>
<li>Mantovani, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immobilization+of+primary+cultures+of+insulin-releasing+human+pancreatic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Islets%22%5BJournal%5D)">Immobilization of primary cultures of insulin-releasing human pancreatic cells.</a> Islets. 1 (3), 224-231 (2009).</li>
<li>Wassmer, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+of+primary+pancreatic+islet+cell+spheroids+for+three-dimensional+culture+or+transplantation%3A+a+methodological+comparative+study%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Engineering of primary pancreatic islet cell spheroids for three-dimensional culture or transplantation: a methodological comparative study.</a> Cell Transplant. 29, 963689720937292(2020).</li>
<li>Stuart, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Successful+low-cost+scaffold-free+cartilage+tissue+engineering+using+human+cartilage+progenitor+cell+spheroids+formed+by+micromolded+nonadhesive+hydrogel%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Int%22%5BJournal%5D)">Successful low-cost scaffold-free cartilage tissue engineering using human cartilage progenitor cell spheroids formed by micromolded nonadhesive hydrogel.</a> Stem Cells Int. 2017, 7053465(2017).</li>
<li>Charelli, L. E., Dernowsek, J. A., Balbino, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+tissue+spheroids+via+a+3D+printed+stamp-like+device%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Generation of tissue spheroids via a 3D printed stamp-like device.</a> J Vis Exp. (188), e63814(2022).</li>
<li>Micromold for the production of cellular spheroids and use. , Patent BR 10 2019 027360 7 A2 (2019).</li>
<li>Riffle, S., Pandey, R. N., Albert, M., Hegde, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linking+hypoxia%2C+DNA+damage+and+proliferation+in+multicellular+tumor+spheroids%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Cancer%22%5BJournal%5D)">Linking hypoxia, DNA damage and proliferation in multicellular tumor spheroids.</a> BMC Cancer. 17, 338(2017).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>31L Mikrowelle</td><td>Electrolux</td><td>78965840 6699 9</td><td>Gerät zum Erhitzen der Agaroselösung, um deren Auflösung zu erleichtern und eine größere Homogenität zu gewährleisten. Dadurch erreicht die Lösung den idealen flüssigen Zustand für die Bildung der Vertiefungen.</td></tr><tr><td>3DFila Grau undurchsichtiger lichtempfindlicher 3D-Harz</td><td></td><td></td><td>UV-härtender</td></tr><tr><td>Polymerharz 3D-Drucker - Creality Halot One</td><td>Creality</td><td>N/A</td><td>3D-Drucker zum Drucken des Stempelgeräts</td></tr><tr><td>Agarose</td><td>UNISCIENCE</td><td>UNI-R10111</td><td>Um das Gel zu bilden, lösen Sie 1 bis 2% in Kochsalzphosphatpuffer (PBS) oder einem geeigneten Medium auf.</td></tr><tr><td>Autodesk Fusion 360</td><td></td><td></td><td>3D-Modellierung</td></tr><tr><td>BB15 CO2 Inkubator</td><td>Thermo Fisher</td><td>51023121</td><td>Ausrüstung zur Inkubation von kultivierten Zellen in einer geeigneten und kontrollierten Umgebung.</td></tr><tr><td>Chitubox</td><td>Chitubox</td><td>N/A</td><td>Software zum Schneiden des Teils für den Druck</td></tr><tr><td>Biologische Sicherheitswerkbank der Klasse II</td><td>Grupo VECO</td><td>N/A</td><td>Gewährleistet eine sterile Umgebung für die Durchführung von Zellkulturen innerhalb festgelegter Parameter und Protokolle.</td></tr><tr><td>Kulturmedium</td><td>USBiologisch/Life Sciences</td><td>C5900-03A</td><td>Enthält Zusatzstoffe für die richtige Zellkultivierung.</td></tr><tr><td>Kulturplatten (P6)</td><td>SARSTEDT</td><td>1023221</td><td>Wird verwendet, um die Agarose zu formen und die Zellen zu kultivieren.</td></tr><tr><td>Erlenmeyerkolben (25 mL)</td><td>Laborglas</td><td>91 216 14</td><td>Ein Behälter zum Auflösen von 1&ndash; 2 % Agarose in phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) oder einem anderen geeigneten Medium, das typischerweise in einer Mikrowelle erhitzt wird.</td></tr><tr><td>Falcon 15 mL Polystyrol-Zentrifugenröhrchen</td><td>Corning</td><td>352099</td><td>Wird verwendet, um Zellen in Suspension zu halten und mögliche Verdünnungen durchzuführen.</td></tr><tr><td>Fötales Rinderserum (FBS)</td><td>Vitrocell Embriolife</td><td>005/19</td><td>Zusatzstoff für Kulturmedium.</td></tr><tr><td>PBS-Lösung (Kochsalzphosphat-Puffer)</td><td>Im Labor hergestellt</td><td>N/A</td><td>1x mit MiliQ Reinstwasser verdünnt. Wird zum Auflösen von Agarose 1 bis 2 % und zum Waschen bereits produzierter Vertiefungen verwendet.</td></tr><tr><td>Reagenzflasche mit blauem Verschluss - Schott</td><td>Laborglas</td><td>21801545</td><td>Wird zur Vorbereitung und Lagerung von Nährmedium verwendet.</td></tr><tr><td>Stempelgerät</td><td>NUCEL Group</td><td>N/A</td><td>Link- Dieser Link ermöglicht den Zugriff auf die .stl-Datei des Stempelgeräts. Schneiden Sie es einfach mit einer geeigneten Software in Scheiben und drucken Sie es mit einem kompatiblen 3D-Drucker. https://drive.google.com/drive/folders/1gTYComnJWzHpN6ZKOyK EChKS3Qns0rOA?usp=sharing</td></tr><tr><td>Behandelter Kulturkolben mit Filter 25 cm&sup2;</td><td>Corning</td><td>430639</td><td>Wird für die Kultivierung und Erhaltung von adhärenten Zellen verwendet.</td></tr><tr><td>Trypsin</td><td>Merck</td><td>07-07-9002</td><td>Zur Dissoziation von Zellen vor der Aussaat.</td></tr><tr><td>Ultraviolettes Licht (UV)</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Wird zum Sterilisieren des Stempels und der Platten verwendet.</td></tr></tbody></table>

erzeugung von dreidimensionalen sphäroiden/organoiden aus zweidimensionalen zellkulturen mit hilfe eines neuartigen stempelgeräts

Generation of Three-Dimensional Spheroids/Organoids from Two-Dimensional Cell Cultures Using a Novel Stamp Device

Die in dieser Studie verwendete Zellkultur wurde aus Pankreasinseln von Schweinen gewonnen. Das in dieser Studie verwendete Inselpräparat hatte eine Reinheit von 80 ± 5 % basierend auf der Dithizon-Färbung und eine Lebensfähigkeit von &gt;80 % der Inselzellen basierend auf dem Nachweis von Fluoresceindiacetat in lebenden Zellen oder Propidiumiodid in toten Zellen (die Lebend/Tot-Fluoreszenzmethode). Es ist sicherzustellen, dass die Präparation der Pankreasinsel des Schweins zu mindestens 80 % rein (z. B. durch Dithizon-F...

Erzeugung von dreidimensionalen Sphäroiden/Organoiden aus zweidimensionalen Zellkulturen mit Hilfe eines neuartigen Stempelgeräts

Three-dimensional (3D) cell cultures provide a more accurate representation of the in vivo microenvironment than conventional two-dimensional (2D) ...

generation-three-dimensional-spheroidsorganoids-from-two-dimensional

Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Wir beschreiben eine einfache, schnelle Methode zur Erzeugung von 3D-Gewebe-like Sphäroide und ihre mögliche Anwendung auf Unterschiede in der Zell-Zell-Interaktionen zu quantifizieren.

A Simple hängenden Tropfen Cell Culture Protokoll zur Generierung von 3D-Sphäroide

Sphäroide sind eine Art von 3D-Zellkulturmodell, das verwendet wird, um die Umgebung einer Zelle im Vergleich zu 2D-Zellkultur-Monolayer-Modellen genauer darzustellen. Im Beispielprotokoll werden wir sehen, wie Wissenschaftler Sphäroide aus einer Darmkrebszelllinie erzeugen und Lebendzell-Imaging anwenden, um das Wachstum der Sphäroide zu verfolgen.

Sphäroiderzeugung aus Zelllinien: Eine dreidimensionale (3D) Zellkulturmethode

Dieses Video zeigt die Umwandlung von humanen pluripotenten Stammzellen (hPSCs) in kugelförmige Hirnorganoide. Durch die Verwendung spezifischer Inhibitoren werden die hPSCs dazu geführt, sich in Richtung einer neuronalen Linie zu differenzieren und neuroektodermale Kolonien zu bilden. Anschließend werden spezielle Wachstumsfaktoren eingebracht, die die Selbstorganisation und Vermehrung der Kolonien fördern und schließlich zur Bildung von kugelförmigen Hirnorganoiden führen.

Erzeugung von Sphäroiden aus humanen pluripotenten Stammzellen

Wir präsentieren ein motorbetriebenes zentrifugales mikrofluidisches Gerät, das Zellsphäride kultivieren kann. Mit diesem Gerät können Sphäroide von einzelnen oder mehreren Zelltypen leicht unter hohen Schwerkraftbedingungen kokultiviert werden.

Lab-on-a-CD-Plattform zur Generierung mehrzelliger dreidimensionaler Sphäriden

Hier stellen wir detaillierte, robuste und komplementäre Protokolle zur Verfügung, um Färbung und subzelluläre Bildgebung von fixierten dreidimensionalen Zellkulturmodellen im Bereich von 100 μm bis zu mehreren Millimetern durchzuführen und so die Visualisierung ihrer Morphologie, Zelltypzusammensetzung und Wechselwirkungen zu ermöglichen.

Färbung und hochauflösende Bildgebung von dreidimensionalen Organoid- und Sphäroidmodellen

Das Protokoll beschreibt die Hochdurchsatz-Sphäroiderzeugung für Bioprinting unter Verwendung der multiparametrischen Analyse ihrer Oxygenierung und ihres Zelltods auf einem Standardfluoreszenzmikroskop. Dieser Ansatz kann angewendet werden, um die Lebensfähigkeit der Sphäroide zu kontrollieren und eine Standardisierung durchzuführen, die für die Modellierung von 3D-Gewebe, Tumormikroumgebung und erfolgreicher (Mikro-) Gewebebiofabrikation wichtig ist.

Erschwingliche Sauerstoffmikroskopie-unterstützte Biofabrikation von mehrzelligen Sphäroiden

Hier beschreiben wir die großtechnische Produktion von aus Fett gewonnenen Stroma-/Stammzell-Sphäroiden (ASC) unter Verwendung eines automatisierten Pipettiersystems zur Aussaat der Zellsuspension, wodurch die Homogenität der Sphäroidgröße und -form sichergestellt wird. Diese ASC-Sphäroide können als Bausteine für 3D-Bioprinting-Ansätze verwendet werden.

Großflächige, automatisierte Produktion von aus Fett gewonnenen Stammzellsphäroiden für den 3D-Bioprinting

Das vorliegende Protokoll beschreibt eine Technik zur kostengünstigen Herstellung von Gewebesphäroiden in großem Maßstab unter Verwendung eines 3D-gedruckten stempelähnlichen Geräts.

Erzeugung von Gewebesphäroiden über ein 3D-gedrucktes stempelähnliches Gerät

In dieser Arbeit wird ein Herstellungsprotokoll für eine neue Art von Kultursubstrat mit Hunderten von Mikrobehältern promm2 vorgestellt, in dem Organoide kultiviert und mittels hochauflösender Mikroskopie beobachtet werden können. Die Zellimpf- und Immunfärbungsprotokolle sind ebenfalls detailliert.

Eine Hochdurchsatzplattform für Kultur und 3D-Bildgebung von Organoiden

Die vorliegende Studie beschreibt Methoden zum Kultivieren, Einfrieren, Auftauen, Verarbeiten, Färben, Markieren und Untersuchen ganzer Sphäroide und Organoide unter verschiedenen Mikroskopen, während sie in einem Hydrogel in einem Mehrzweckgerät intakt bleiben.

Kultivierung, Einfrieren, Verarbeitung und Bildgebung ganzer Organoide und Sphäroide noch in einem Hydrogel

Lernen Sie die Erzeugung von 3D-Sphäroiden und Organoiden aus 2D-Zellkulturen mit einem neuartigen Stempelgerät in Agaroseformen. Diese kostengünstige Methode ermöglicht reproduzierbare Zellkulturen für biomedizinische Forschung.

Erzeugung von dreidimensionalen Sphäroiden/Organoiden aus zweidimensionalen Zellkulturen mit Hilfe eines neuartigen Stempelgeräts (Video) | JoVE Journal

Erzeugung von dreidimensionalen Sphäroiden/Organoiden aus zweidimensionalen Zellkulturen mit Hilfe eines neuartigen Stempelgeräts

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