Vi beskriver en enkel, snabb metod för att generera 3D vävnad-liknande spheroids och deras potential ansökan att kvantifiera skillnaderna i cell-cell interaktioner.
Studier av cell-cell sammanhållning och cell-underlag vidhäftning har historiskt utförts på monolayer kulturer anhängare till styva substrat. Celler i en vävnad, men är vanligtvis inneslutet i ett tätt vävnad massa i vilka celler etablera intima förbindelser med många nära grannar och extracellulära matrix komponenter. Följaktligen kemiska miljö och fysiska krafter som upplevs av celler i en 3D-vävnad är fundamentalt annorlunda än de som upplevs av celler som odlas i monolager kultur. Detta har visat sig påtagligt påverkar cellulär morfologi och signalering. Flera metoder har utformats för att generera 3D cellkulturer, inklusive inkapsling av celler i kollagen geler 1 eller i biomaterial byggnadsställningar 2. Sådana metoder, medan användbara, inte rekapitulera inte det intima direkta cell-cell adhesion arkitektur som finns i normal vävnad. Snarare de närmare ungefärliga kultur system där enskilda cellerna är löst spridda inom ett 3D meshwork av ECM-produkter. Här beskriver vi en enkel metod där cellerna är placerade i droppe kultur och inkuberas under fysiologiska förhållanden tills de bildar äkta 3D spheroids i vilka celler i direkt kontakt med varandra och med extracellulära matrix komponenter. Metoden kräver ingen specialutrustning och kan anpassas för att inkludera tillägg av biologiska agens i mycket små mängder som kan vara av intresse för att belysa effekter på cell-cell eller cell-ECM interaktion. Metoden kan också användas för att samarbeta kultur två (eller fler) olika cellpopulationer så att klarlägga vilken roll av cell-cell eller cell-ECM interaktioner i specificera rumsliga relationer mellan celler. Cell-cell sammanhållning och cell-ECM vidhäftning är hörnstenarna i studier av embryonal utveckling, tumör-stromaceller cell interaktion i maligna invasion, sårläkning och för ansökningar till tissue engineering. Denna enkla metod kommer att ge en metod för att generera vävnad-liknande cellulära aggregat för mätning av biomekaniska egenskaper eller för molekylära och biokemiska analyser i en fysiologiskt relevant modell.
Studier har visat att odling celler i ett tredimensionellt sammanhang (3D) producerar distinkt cellulär morfologi och signalering jämfört med en stel tvådimensionell (2D) kultur-systemet 9. Till exempel fibroblast befolkade kollagen geler visa att fibroblast morfologi i 3D är helt skild från den som observerats i 2D 10,11. Likaså kan 3D kultur framkalla vävnadsspecifika differentiering av bröst epitelceller. 3D-kultur-system har använts för att skilja mellan normala och maligna celler oc…
The authors have nothing to disclose.
Författaren vill tacka Dr Dongxuan Jia för tekniskt stöd. Några av bilderna som visas i denna artikel har i samarbete med Dr Malcolm S. Steinberg, Institutionen för molekylärbiologi, Princeton University. Författaren vill också tacka försvarsdepartementet Prostate Cancer Research Program (bidrag PC-030.482 och PC-991.552) och GNI / NIH (bidrag R01CA118755) för deras generösa stöd.