一种细胞支架及其构建方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种细胞支架及其构建方法和应用。所述方法包括将基质胶和间充质细胞混合，得到细胞凝胶并进行培养，得到所述细胞支架。本发明专利技术提供了一种简单、快速、低成本的构建细胞支架的方法，所制备细胞支架具有网格状结构，孔径约为50～500μm，覆盖了人体多种腺体和脉管组织的解剖直径，可作为人体多种组织器官细胞如肾脏、前列腺、微/小血管或睾丸等的生长框架，以制备3D细胞培养模型，所构建的3D细胞培养模型可较好模拟体内生理结构。胞培养模型可较好模拟体内生理结构。胞培养模型可较好模拟体内生理结构。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞支架及其构建方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医学
，涉及一种细胞支架及其构建方法和应用。

技术介绍

[0002]现阶段科学研究大多使用细胞模型与动物模型，然而大量的实验研究发现上述两种模型存在一定的弊端。一方面细胞模型无法模拟机体内多种细胞复杂的相互作用，另一方面动物模型与人存在物种差异不能完全直观地反映人类机体变化，这在某种程度上限制了生物医学的发展。3D细胞培养模型的出现为弥补上述不足带来了可能，3D细胞微环境已被证明为细胞培养提供更完美的生理条件，能够更好地模拟内源性系统，并且能够在体外可持续培养。
[0003]近年来，3D细胞培养模型构建与培养技术突飞猛进，已经成功培养出大量具有部分关键生理结构和功能的类组织器官，比如：肾、肝、肺、肠、脑、前列腺、胰腺和视网膜等。人体许多组织器官，如肾脏、小肠、前列腺、血管和睾丸等均为中空的管网状结构，这类器官一般由上皮和其下间质组织组成，在构建这类模型时，往往需要使用3D打印或者致孔剂的细胞支架进行培养，如CN106085851A公开了一种基于3D打印的非接触式细胞共培养模型，包括用于培养不同细胞的两个培养体系，两个培养体系均由3D打印的中空纤维卷绕而成，中空纤维作为营养物质输送的通道；两个培养体系的至少一部分内外嵌套的卷绕在一起。但3D打印设备成本和维护费用仍比较昂贵且操作复杂，限制了该类方法的广泛应用。
[0004]综上所述，如何简单、快速地构建3D细胞管状细胞支架，且降低成本，是目前亟需解决的问题之一。

技术实现思路
r/>[0005]针对现有技术的不足和实际需求，本专利技术提供一种细胞支架及其构建方法和应用，所述细胞支架具有网格状结构，孔径约为50～500μm，覆盖了人体多种腺体和脉管组织的解剖直径，可作为人体多种组织器官细胞如肾脏、前列腺、微/小血管或睾丸等的生长框架，以制备3D细胞培养模型，且所述细胞支架的制备方法简单、周期短及成本低。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种构建细胞支架的方法，所述方法包括：
[0008]将基质胶和间充质细胞混合，得到细胞凝胶并进行培养，得到所述细胞支架。
[0009]本专利技术中，将基质胶和间充质细胞混合得到细胞凝胶，所述细胞凝胶中含有气泡，进行培养时，间充质细胞沿气泡边缘定植、生长、相互连接并进一步分泌细胞外基质，一段时间后基质胶被细胞吸收和分解，即可得到由间充质细胞组成的网格状细胞支架。
[0010]本专利技术中的构建细胞支架的方法所需原料(间充质细胞、基质胶和培养基等)和设备(培养箱、涡旋器)来源广泛、简单易得，制作过程无需高温加热，几乎所有生物实验室均可使用，操作简便且周期短，因此可广泛推广应用。
[0011]优选地，所述混合后还包括对基质胶和间充质细胞的混合物进行振荡和通气的步
骤。
[0012]本专利技术中通过振荡和通气能够进一步增加细胞凝胶中气泡数量，使细胞支架结构更复杂化。
[0013]本专利技术中，市售常规基质胶均适用于本专利技术技术方案。
[0014]优选地，所述间充质细胞在所述细胞凝胶中的密度为1
×
106～1
×
109个/mL，包括但不限于1
×
107个/mL、1
×
108个/mL或1
×
109个/mL。
[0015]本专利技术中，常规能够培养哺乳动物细胞的培养基均适用于本专利技术技术方案。
[0016]优选地，所述培养的培养基包括DMEM培养基、D/F12培养基或EGM
‑
2培养基。
[0017]优选地，所述DMEM培养基含有牛血清白蛋白。
[0018]优选地，所述培养的温度为35～38℃，包括但不限于36℃、37℃或38℃，所述培养的时间为4～9天，包括但不限于5天、6天、7天或8天。
[0019]作为优选的技术方案，所述构建细胞支架的方法包括：
[0020]将基质胶和间充质细胞混合，对基质胶和间充质细胞的混合物进行振荡和通气，得到细胞凝胶泡沫，并于35～38℃进行培养4～9天，得到所述细胞支架。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种细胞支架，所述细胞支架由第一方面所述的构建细胞支架的方法制备得到。
[0022]本专利技术中，所述细胞支架具有网格状结构，孔径约为50～500μm，覆盖了人体多种腺体和脉管组织(肾小球：约50μm；甲状腺：约150μm；生精小管：约300μm；阴茎海绵体血管窦：约300μm等)的解剖直径，可作为人体多种组织器官细胞如肾脏、前列腺、微/小血管或睾丸等的生长框架。
[0023]第三方面，本专利技术提供如第二方面所述的细胞支架在制备构建3D细胞培养模型的产品中的应用。
[0024]第四方面，本专利技术提供如第二方面所述的细胞支架在构建3D细胞培养模型中的应用。
[0025]第五方面，本专利技术提供一种构建3D细胞培养模型的方法，所述方法包括使用第二方面所述的细胞支架培养器官的细胞。
[0026]优选地，所述器官包括肾脏、前列腺、微/小血管或睾丸。
[0027]本专利技术中以所述细胞支架为基础培养器官的细胞构建3D细胞培养模型，所构建的3D细胞培养模型可较好模拟体内生理结构。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029](1)本专利技术的构建细胞支架的方法操作简单、周期短且成本低，能够快速制备网格状细胞支架，对于制备3D细胞培养模型领域具有重要意义；
[0030](2)本专利技术的细胞支架具有网格状结构，孔径约为50～500μm，覆盖了人体多种腺体和脉管组织可作为人体多种组织器官细胞如肾脏、前列腺、微/小血管或睾丸等的生长框架，所构建的3D细胞培养模型可较好模拟体内生理结构。
附图说明
[0031]图1为细胞凝胶图；
[0032]图2为细胞凝胶在体视镜下成像图；
[0033]图3为细胞支架光镜图；
[0034]图4为共聚焦显微镜逐层扫描细胞支架成像图；
[0035]图5为共聚焦显微镜单层扫描细胞支架成像图；
[0036]图6为使用本专利技术的细胞支架进行内皮和平滑肌细胞培养后的共聚焦显微镜单层扫描成像图。
具体实施方式
[0037]为进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步地说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。
[0038]实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购获得的常规产品。
[0039]人阴茎海绵体组织是一种特殊的血管窦，是人体中天然存在的一种典型的网格化组织，本专利技术实施例以人阴茎海绵体组织来源的间充质细胞为例构建细胞支架。
[0040]实施例1
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建细胞支架的方法，其特征在于，所述方法包括：将基质胶和间充质细胞混合，得到细胞凝胶并进行培养，得到所述细胞支架。2.根据权利要求1所述的构建细胞支架的方法，其特征在于，所述混合后还包括对基质胶和间充质细胞的混合物进行振荡和通气的步骤。3.根据权利要求1所述的构建细胞支架的方法，其特征在于，所述间充质细胞在所述细胞凝胶中的密度为1
×
106～1
×
109个/mL。4.根据权利要求1所述的构建细胞支架的方法，其特征在于，所述培养的培养基包括DMEM培养基、D/F12培养基或EGM
‑
2培养基。5.根据权利要求1所述的构建细胞支架的方法，其特征在于，所述培养的温度为35～38℃，所述培养的时间为4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮宇，汤育新，戴英波，叶昆，韩厦，陈玉琢，
申请(专利权)人：中山大学附属第五医院，
类型：发明
国别省市：