$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Культура ткани была разработана, чтобы изучить поведение клеток в контролируемой среде, чтобы минимизировать системную изменчивость при сравнении различных процессов в интактных организмов. Этот метод был впервые создан в начале 1900 1,2 и относится к технике, где тканевые эксплантаты культивируют экс естественных в стеклянной посуде. В середине 1900-х годов система была адаптирована расти несмежных ячеек, а не фрагментами здоровых тканей, а термины «тканевой культуры» и «клеточная культура" стало синонимом 3. В таких обычных системах клеточных культур клетки выращивают на поверхности тканевой культуры пластика с наложением ростовой среде, дополненной различными факторами роста. Два типа культур появились на основе адгезии мощности различных клеток: приверженцем культуры клеток, где клетки придают и распространения на пластике культуры ткани и прилипших культур, где клетки распространяются в виде суспензии. С первых дней клеткикультура, несколько бессмертные линии клеток были созданы, например, HeLa 4, первая линия клеток рака у человека. Эти клеточные линии имеют способности к пролиферации на неопределенный срок в культуре клеток, и большинство из них не требует никакого специального лечения для поддержания жизнеспособности.
Редукционистский подход из оригинальных методов культивирования клеток было разработано, чтобы упростить систему как можно больше, включив только голых компонентов минимальных, необходимых для поддержания жизнеспособности клеток и пролиферацию. Однако упрощенные подходы клеточных культур не поддержать Экс Vivo большинство основных типа клеток человека с конечной продолжительности жизни. Таким образом, новые системы культуры в настоящее время разрабатываются, чтобы приблизить ткани микросреду, насколько это возможно, таким образом позволяя сотовые экспланты расти в физиологических условиях. В отличие от обычных подходов / редукционистских клеточной культуры, 3-мерной (3-D) системы культуры в настоящее время становится предпочтительным способом для эффективного культура различныеклеточные линии человека и первичные клетки, чтобы впоследствии изучать механизмы, участвующие в здоровье и болезни, в контексте благоприятной микросреды. Такие 3-D системы обычно созданы с использованием восстановленных матриц и / или среде с добавлением факторов роста, для того, чтобы повторять тканевое микроокружение для изучения типов клеток, представляющих интерес. Первый из этих 3-мерной (3-D) моделей культуры была разработана для изучения развития молочных желез. Для обеспечения клеток с нативных условиях эпителиальные клетки молочной железы были встроены в Матригель, коллагена IV и ламинином богатых источника внеклеточного матрикса (ECM), и обложил ростовой среды. При таких условиях, эпителиальные клетки молочной железы сформированы кластеры, напоминающие молочную ацинусов, и после стимуляции лактогенных гормонов, эти ацинусов секретируется казеин и другие белки молока, в полую LUMENA из ацинусами-подобных структур. Секреции казеином, не наблюдалось в стандартных культур даже после того пролактина 5, Далее подчеркивая роль микроокружения в сохранении морфологические и фенотипические характеристики клеток. Это еще одно доказательство потери нормальной клеточной функции, когда клетки берутся из контекста их физиологического микросреды является демонстрация того, что без поддержки микросреды, кератиноциты не способны формировать слоистые эпидермис 6. Ряд других моделей 3-D были созданы, чтобы позволить Экс Vivo распространение первичных клеток 7,8.
Решающая роль микроокружения в поведении клеток был элегантно продемонстрировано в исследовании, где эпителиальные клетки молочной железы образуется "наизнанку" ацинусы при культивировании в коллагена я матрица, по сравнению с правильно поляризованного ацинусов, которые формировались в Матригель. Эта потеря правильной морфологии был возвращен когда ламинина-продуцирующие миоэпителиальные клеток добавляли к культурам коллаген I 9. Кроме того, правильно микросреда требуется для точнойгенотип проявление. Выращенный в чашке, раковые клетки молочной железы MCF7, трансфицированные CEACAM1 молекулы адгезии с клетка-клетка ведут себя точно так же, как и нетрансфицированных CEACAM негативных клетках. Тем не менее, при культивировании в Матригель, в контакте с ECM, образуют дикого типа опухолевых MCF7-подобных структур в то время как MCF7 клетки, трансфицированные CEACAM1 вернуться к нормальному фенотипу и формы ацинусов с полым LUMENA, как было установлено с доброкачественной эпителия молочной железы 10. Точно так же, блокируя β1-интегрина в клетках рака молочной железы не изменить свое поведение в стандартных условиях культивирования, но тот же самый эксперимент выполняется в 3-D культур показывает, что блокирование β1-интегрина возвращается злокачественные клетки к нормальному фенотипу 11. Таким образом, ткань микроокружение не требуется только для поддержания жизнеспособности клеток, но и сохранить правильное функционирование клеток.
В дополнение к предоставлению систему, в которой поведение клеток можно изучать под физиологического состоянияс, 3-D культур функционировать как прочная и надежная среда для доклинических испытаний новых терапии 8,12,13. Культивирование клеток в 3-D позволяет скрининг исследуемых соединений в условиях окружающей среды опосредованного лекарственной устойчивости 14, где вклад клетка-клетка и клетка-ЕСМ адгезии могли быть оценены. Кроме того, проходит мимо токсичность новых соединений может быть установлено путем включения нескольких клеточных компартментах различных тканей. Такие экраны могут быть выполнены более быстро и более экономически эффективным, чем сравнимые исследований в естественных условиях 8.
Здесь мы представляем установку 3-D модели реконструированного костного мозга (УКР), где нормальных и злокачественных костного мозга (BM) клетки размножаться экс естественных в системе тесно подражая микросреды человеческого BM. Предыдущие попытки растет первичные BM-клеток человека в 2-D культур, жидкости или адгезивных совместных культурах с различными компонентами БМ стромы, Или 3-D, полутвердые агар культуры имели ограниченный успех из-за их неспособности поставлять клетки с компонентами ткани микросреды 15-18. В этих системах первичные элементы BM было плохое жизнеспособность и не размножаются экс естественных. Другая система, где клетки-предшественники BM человека выращивают в сфероида совместных культурах с BM стромальных клеток находится в 3-D система, где был поддержан жизнеспособность гемопоэтических стволовых клеток и пролиферации, по крайней мере 96 часов 19. Однако, несмотря на весьма полезным для понимания кроветворной биологии предшественников, эта система не верно воспроизводят на микроокружение BM из-за отсутствия компонентов ECM, поэтому, ограничивая его полезность. УКР модель, описанная здесь представляет собой целостную систему, где оба клеточные и внеклеточные отсеки человеческого BM реконструируются в пробирке. Мы покажем, что RBM культуры может поддерживать Экс Vivo рост нормальных клеток человека BM, как мыLL как клетки, выделенные от пациентов с различными гематологическими нарушениями.