基于纸的细胞阵列制造技术

公开了三维细胞阵列、制备三维细胞阵列的方法及使用所述阵列鉴定制剂的方法。三维细胞阵列含：多孔亲水基质，其中所述基质含多个多孔区，各多孔区至少部分被不透液界面束缚；及含细胞的水凝胶，其中所述水凝胶被嵌入所述多孔区内。制备三维细胞阵列的方法包括：提供多孔亲水基质，其中所述基质含多个多孔区，各多孔区至少部分被不透液界面束缚；及使所述多孔亲水基质与细胞和温度敏感性水凝胶或离子型水凝胶前体的悬浮液接触，其中所述悬浮液浸透所述基质的一个或多个多孔区。鉴定制剂的方法包括：提供描述的修饰细胞功能的阵列；使所述阵列与一种或多种测试制剂接触；及检测在所述一种或多种测试制剂存在下的一种或多种细胞功能；其中在所述一种或多种测试制剂存在下细胞功能的变化指示所述一种或多种测试制剂修饰细胞功能。

Paper based cell array

Three dimensional cell array, method for preparing three-dimensional cell array and method of using the array to identify the preparation. Three dimensional cell array containing porous hydrophilic matrix, wherein the matrix containing a plurality of porous zone, the porous region at least partially through liquid interface binding; and hydrogel containing cells, wherein the hydrogel is embedded in the porous region. Including the preparation method of three-dimensional cell array: providing a porous hydrophilic matrix, wherein the matrix containing a plurality of porous zone, the porous region at least partially through liquid interface and the bound; the contact suspension porous hydrophilic matrix and cell and temperature sensitive hydrogel or ionic hydrogel precursors, wherein the suspension permeate the matrix of one or more porous region. Including the identification method of preparation: provide the functional description of the modified cell array; the array with one or more test preparation and detection of contact; in the presence of the one or more test preparation of one or more cell function; which indicate a change in cell function in the presence of one or more test preparation of the one or more test preparation of modified cell function.

【技术实现步骤摘要】
基于纸的细胞阵列本申请是2009年3月27日提交的200980110195.2号专利技术专利申请“基于纸的细胞阵列”的分案申请。_2] 相关申请的交叉引用本申请要求2008年3月27日提交的美国临时专利申请N0.61/040，030、2008年3月27日提交的美国临时专利申请N0.61/040，010、2008年9月17日提交的美国临时专利申请N0.61/097，718及2009年I月22日提交的美国临时专利申请N0.61/146，413的权利,其全部内容通过弓I用整体并入本文。
技术介绍
细胞在体内位于作为部分组织和器官结构的组织化三维环境中。所述组织机化的损失为癌症的特征(Wodarz, et al., Nature CelIBiology9:1016-1024(2007) ;Lee, etal.，J.CellSc1.121:1141-1150(2008);Morrison, et al.，Nature441:1068-1074(2006))。近一个世纪以来，在生物体外(离体)培养的细胞上进行的研究已推动了癌症研究和抗癌制剂发现的进展(Ebeling, J.Exp.Med.17:273-285 (1913) ; Carrel, et al., J.Exp.Med.13:387-U34(1911);Carrel, et al., J.Exp.Med.13:571-575(1911);Leighton, CancerRes.17:929-941(1957) ;Paul, Cancer Res.22:431_&(1962))。用二维表面上培养的细胞进行了大多数的所述研究。已广泛认识到在所述条件下培养的细胞和体内的细胞间的形态和功能差异，且已显示三维细胞生长基质呈现出体内细胞环境的更生理相关模型(Yamada，etal., Cell130:601-610(2007);Nelson,et al., Annu.Rev.Cell Dev.Biol.22:287-309 (2006);Huang, etal., Nature cell biologyl:E131_E138(1999);Schmeichel, et al., J.CellSc1.116,2377-2388(2003))。重要的是，在二维基质上培养的细胞通常不应答影响三维环境中细胞的可溶性因子(Emerman, et al., In Vitro-Journal of the Tissue CultureAssociationl3:316-328 (1977) ; Emerman, et al., Proc.Natl.Acad.Sc1.U.S.A.74:4466-4470(1977);Cukierman, et al., Science294:1708-1712 (2001);Bissel1，et al., Differentiation70:537-546 (2002) ; Weaver, et al., J.Cell Biol.137:231-245 (1997))。然而，迄今为止，大多数药物发现过程始于基于二维培养的测定中的小分子筛选。在动物和人体试验中已鉴定的化合物的失败迫使药物发现的花费至>10亿美元/新化合物(Griffith, etal., Nat.Rev.Mo 1.Cell Biol.7:211-224(2006))。基于三维培养物的高通量测定允许在药物发现过程的第一步中进行药物有效性和毒性的评估。将三维细胞培养物并入基础和应用癌症研究的每方面将促进用于癌症治疗的新疗法的发现。三维环境与二维环境中细胞应答的不同源自于细胞极性、基质粘附位点的细胞广泛分布及细胞对所述基质机械特性应答的不同(Yamada, et al,.2007;Huang, etal.，1999)。在分子水平上，通过整合素信号通路与其酪氨酸激酶受体间的交叉感知调控所述事件。基质的化学组成、整合素配体的纳米和微米级分布之类的特性(Cukierman, etal., 2001; Chen, et al., Science276:1425-1428 (1997))及基质的机械特性(Engler, et a1.，Cel1126:677-689 (2006) ;Pelham, et al.，Proc.Natl.Acad.Sc1.U.S.A.94:13661-13665 (1997) ; Yeung, et al., Cell Moti1.Cytoskeleton60:24-34 (2005))可影响所述通路和调节细胞行为。此外，通过扩散驱使对凝胶样基质中细胞的氧和营养物质传递。因此，基质的结构尺寸也在三维细胞培养中起作用。由于扩散的限制，在离体三维基质中细胞的增殖通常为低于几百微米的深度所限制。因此，在三维培养中必须小心控制所述基质的大小、组成和机械特性。在二维培养和三维培养并行发展的数十年后，二维培养方法的简单性使其成为细胞离体研究的主导技术。控制所述基质的多种化学和物理特性的需要使细胞的三维培养有更高的劳动密集性和更低的再现性。专利技术概沭一方面，本专利技术展现了三维细胞阵列。所述细胞阵列包括含多个多孔区，各多孔区至少部分被不透液界面束缚的多孔亲水基质及含细胞的水凝胶，其中所述水凝胶被嵌入所述多孔区内。在一实施方式中，所述基质是:纸、硝酸纤维素、醋酸纤维素、布或多孔聚合物膜。在一实施方式中，所述水凝胶是温度敏感性水凝胶。在特定的实施方式中，所述温度敏感性水凝胶为基质胶或胶原蛋白。在一些实施方式中，所述水凝胶是离子型水凝胶。在特定的实施方式中，所述离子型水凝胶包含:海藻酸(AA)、羧甲基纤维素(CMC)、叔卡拉胶、聚(半乳糖醒酸)(PG)、聚(双(4-羧基苯氧基)-磷腈或PuraMatrix。在其他的实施方式中，所述不透液界面包含:PDMS、聚(乳酸-共-羟基乙酸)、环氧树脂、聚苯乙烯、聚醚、聚酰胺、PMMA、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、光刻胶前体、蜡或脂肪。在某些实施方式中，所述阵列包含1、2、3、4、5、10、25、50、100、150、200、250、300、400、500、1，000或更多个多孔区，各多孔区被不透液界面束缚。在特定的实施方式中，所述阵列包含96、384、1536或3456个多孔区，各多孔区被不透液界面束缚。在一些实施方式中，所述细胞是:细菌细胞、昆虫细胞、酵母细胞或哺乳动物细胞。另一方面，本专利技术展现了制备三维细胞阵列的方法。所述方法包括:提供多孔亲水基质，其中所述基质含多个多孔区，各多孔区至少部分被不透液界面束缚；及使所述多孔亲水基质与细胞和温度敏感性水凝胶或离子型水凝胶前体的悬浮液接触，其中所述悬浮液浸透所述基质的一个或多个多孔区。在一实施方式中，所述基质是:纸、硝酸纤维素、醋酸纤维素、布或多孔聚合物膜。在一实施方式中，所述水凝胶是温度敏感性水凝胶。在特定的实施方式中，所述温度敏感性水凝胶为基质胶或胶原蛋白。在一些实施方式中，所述水凝胶是离子型水凝胶。在特定的实施方式中，所述离子型水凝胶包含:海藻酸(AA)、羧甲基纤维素(CMC)、叔卡拉胶、聚(半乳糖醒酸)(PG)、聚(双(4-羧基苯氧基)-磷腈或PuraMatrix。在一实施方式中，所述方本文档来自技高网...

【技术保护点】
图案修饰多孔疏水基质的方法，所述方法包括：●使多孔疏水基质与含水溶性化合物的水溶液接触，所述溶液浸润所述基质以形成浸透所述溶液的所述基质的第一区和不与所述溶液接触的第二区；●使所述基质与疏水材料接触，所述疏水材料浸透所述第二区；及●除去所述水溶性化合物，产生被所述疏水材料束缚的亲水多孔区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·德达，A·拉罗迈内萨格，G·M·怀特赛德斯，
申请(专利权)人：哈佛学院院长等，
类型：发明
国别省市：