一种三维细胞聚集培养方法技术

本发明专利技术提供了一种三维细胞聚集培养方法，该方法采用具有倾斜侧壁的凹陷结构的PDMS芯片内，按照以下步骤进行：(1)将不同种类的细胞按照10

【技术实现步骤摘要】
一种三维细胞聚集培养方法
本专利技术属于细胞生物学与组织工程领域，具体涉及一种三维细胞聚集培养方法。
技术介绍
随着细胞生物学与组织工程学的发展，细胞三维培养技术正逐渐取代传统二维细胞培养技术。目前，多种类型的细胞都有较强的自组装能力，比如多潜能干细胞、肿瘤细胞、组织细胞等。三维细胞球是由多种细胞自组装形成的三维聚集体，更接近体内组织细胞的结构形态并且更有利于其功能机制的研究。因此，三维细胞球可以被用于众多生物学以及生物医学领域的研究中，例如：发育学、病理学、药理学、癌症治疗等。现有三维细胞聚集培养方法主要有悬滴法、悬浮培养、液滴法等，通过这些方法制备的细胞球的可控性与重复性较差。相比之下，通过具有凹陷结构的芯片进行细胞聚集培养可以实现高通量以及较高的可控性与重复性。目前，大部分的具有凹陷结构的芯片具有垂直的侧壁，在重力作用下细胞沉降在凹陷结构底部进行聚集。然而这种凹陷结构在一定程度上不利于促进细胞聚集成团。由于细胞团直接接触凹陷结构底部导致细胞团不能充分接触营养物质和氧气，大部分死细胞会聚集在侧壁及底部，进一步影响细胞球的活性和功能。为此，本专利技术利用了一种带有倾斜侧壁的凹陷结构芯片进行细胞聚集培养。倾斜侧壁对细胞产生一定的物理机械力，在与重力的共同作用下有助于促进细胞球的形成。同时，这种三维结构减少了细胞球与底部接触面积，维持了细胞球较好的活性和功能。
技术实现思路
本专利技术提供一种三维细胞聚集培养的方法，该方法主要通过将细胞接种于具有倾斜侧壁的凹陷结构的芯片上。接种后的细胞在倾斜侧壁和重力的作用下聚集在凹陷结构的底部，进而自组装形成三维细胞球。该方法适用于多种细胞类型，例如：干细胞、肿瘤细胞、组织细胞等。通过本专利技术制备的三维细胞球可以形成拟胚体、癌细胞球等功能化的组织结构，可以用于多种生物学以及生物医学领域的应用研究。一种三维细胞聚集培养方法，采用具有倾斜侧壁的凹陷结构的PDMS芯片内，按照以下步骤进行：(1)将不同种类的细胞按照105-106个/毫升的细胞浓度接种在带有凹陷结构的芯片上，(2)加入培养基继续培养12-24小时后，细胞会聚集在凹陷结构底部形成细胞团，如图1，(3)通过芯片形成的细胞团可以继续在芯片上培养，或取出后再另行培养。所述的凹陷结构的PDMS芯片为“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片。所述“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片为凹陷阵列结构的芯片，所述的凹陷为反金字塔结构，该芯片利用倾斜曝光的软光刻技术制备出具有“金字塔”样结构的模板，再利用该模板制备出聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片，在利用软光刻进行紫外曝光的时候，将曝光平台改为可以调节倾斜角度以及可以自由旋转的平台。步骤(1)中所述的细胞为干细胞、肿瘤细胞、组织细胞及其他细胞。一种三维细胞聚集培养方法的应用，通过该方法形成的三维细胞球具有较好的均一性以及高通量，细胞球的尺寸约为200-400微米，在三维细胞球形成之后可应用于干细胞诱导分化、药物筛选、生理以及病理模型的建立及其他的生物学领域研究。本专利技术的优势是倾斜的凹陷侧壁可以更好的迫使细胞聚集在凹陷结构底部促使细胞团形成，同时阵列状的凹陷结构提升了细胞球形成的通量以及可控性。本专利技术的三维细胞聚集培养方法可以适用于多种细胞系，例如：干细胞、肿瘤细胞、组织细胞等。通过该专利技术制备的三维细胞球(拟胚体、癌细胞球等)适用于组织分化、药物筛选等应用领域的研究。附图说明图1为三维细胞聚集培养示意图。图2实施例1利用本专利技术方法制备的多潜能干细胞球。图3实施例2利用本专利技术制备的脑胶质瘤细胞球。图4实施例3利用本专利技术制备的肝癌细胞球。图5为“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片结构示意图(a)俯视图，(b)侧视图。具体实施方法“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片的制备方法，具体按照以下步骤进行制作：(1)在玻璃或硅片基底表面旋涂200-800微米厚的SU-8光刻胶，95℃前烘2-8小时，(2)将边长为200-400微米的正方形的阵列掩膜固定于含有光刻胶的基底表面，并置于可以调节倾斜角度以及自由旋转的平台上，(3)紫外曝光时，可以调节平台的倾斜角度为15-75度，同时每次曝光后平台可以以45或90度的转角旋转后进行下一次曝光，(4)95℃后烘10-30分钟，自然冷却后用乳酸乙酯除去未曝光的SU-8胶，形成具有“金字塔”样的阵列模板，(5)180℃坚膜2小时，最后用此模板制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片。制备的“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片如图5所示。实施例1一种三维细胞聚集培养方法，所示按照以下步骤进行制作：(1)将多潜能干细胞(iPSCs)按照一定的细胞浓度(106个/毫升)接种在“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片上。(2)加入培养基继续培养12小时后，iPSCs细胞会聚集在凹陷结构底部形成细胞团。(3)将iPSCs细胞团取出后接种到低黏附的培养皿并诱导形成拟胚体，如图2。实施例2一种三维细胞聚集培养方法，其特征在于按照以下步骤进行制作：(1)将脑胶质瘤细胞(U87)按照一定的细胞浓度(106个/毫升)接种在“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片上。(2)加入培养基继续培养6小时后，U87细胞会聚集在凹陷结构底部形成细胞团，如图3。(3)将U87细胞在芯片内继续培养72小时，细胞球的成活率仍然高于90％。实施例3一种三维细胞聚集培养方法，其特征在于按照以下步骤进行制作：(1)将肝癌细胞(HepG2)按照一定的细胞浓度(106个/毫升)接种在金字塔”样三维细胞聚集培养芯片上。(2)加入培养基继续培养12小时后，HepG2细胞会聚集在凹陷结构底部形成细胞团。(3)将HepG2细胞球在芯片内继续培养48小时，如图4。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维细胞聚集培养方法，其特征在于：采用具有倾斜侧壁的凹陷结构的PDMS芯片内，按照以下步骤进行：(1)将不同种类的细胞按照105‑106个/毫升的细胞浓度接种在带有凹陷结构的芯片上，(2)加入培养基继续培养12‑24小时后，细胞会聚集在凹陷结构底部形成细胞团，(3)通过芯片形成的细胞团可以继续在芯片上培养，或取出后再另行培养。

【技术特征摘要】
1.一种三维细胞聚集培养方法，其特征在于：采用具有倾斜侧壁的凹陷结构的PDMS芯片内，按照以下步骤进行：(1)将不同种类的细胞按照105-106个/毫升的细胞浓度接种在带有凹陷结构的芯片上，(2)加入培养基继续培养12-24小时后，细胞会聚集在凹陷结构底部形成细胞团，(3)通过芯片形成的细胞团可以继续在芯片上培养，或取出后再另行培养。2.按照权利要求1所述的一种三维细胞聚集培养方法，其特征在于所述的凹陷结构的PDMS芯片为“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片。3.按照权利要求2所述的一种三维细胞聚集培养方法，其特征在于所述“金字塔”样三维细胞聚集培养芯片为凹陷阵列结构的芯片，所述的凹陷为...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦建华，魏文博，王亚清，刘海涛，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21