“雙管齊下” 瑞明活細(xì)胞監(jiān)測與單細(xì)胞代謝分析技術(shù)助力腫瘤球融合機(jī)制研究

發(fā)布時間：2025-02-07 作者：江蘇瑞明生物科技有限公司點(diǎn)擊次數(shù)：189次

內(nèi)容概要：三維細(xì)胞培養(yǎng)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢已應(yīng)用于生物學(xué)的許多領(lǐng)域。三維腫瘤球狀體是一種體外自組裝的結(jié)構(gòu)，與實(shí)體腫瘤的結(jié)構(gòu)非常相似，在促進(jìn)我們對實(shí)體腫瘤的理解和促進(jìn)更精確的藥物篩選和分析方面具有巨大的潛力。然而，腫瘤球狀體的大小通常在100到500μm之間。它不會超過100...

背景及摘要

三維細(xì)胞培養(yǎng)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢已應(yīng)用于生物學(xué)的許多領(lǐng)域。三維腫瘤球狀體是一種體外自組裝的結(jié)構(gòu)，與實(shí)體腫瘤的結(jié)構(gòu)非常相似，在促進(jìn)我們對實(shí)體腫瘤的理解和促進(jìn)更精確的藥物篩選和分析方面具有巨大的潛力。然而，腫瘤球狀體的大小通常在100到500μm之間。它不會超過1000μm，這不能準(zhǔn)確地反映體內(nèi)實(shí)體腫瘤的物理尺寸。

為了解決以上問題，來自西南大學(xué)材料與能源學(xué)院的余玲教授團(tuán)隊，通過操縱腫瘤球狀體融合促進(jìn)形成了更大的、宏觀的組織，研究了球狀體融合過程中分布在球狀體內(nèi)不同位置細(xì)胞的行為及其機(jī)制。研究論文發(fā)表在國際期刊Biofabrication上，標(biāo)題為“The influence of spheroid maturity on fusion dynamics and micro-tissue assembly in 3D tumor models”。

余玲教授團(tuán)隊通過生成不同成熟度或年齡的球狀體進(jìn)行融合以組裝微腫瘤組織，研究了球狀體融合過程的動力學(xué)、細(xì)胞分布在不同異構(gòu)結(jié)構(gòu)部位的運(yùn)動性以及它們的活性氧分布。研究發(fā)現(xiàn)球狀體壞死的核心越大，融合速率就越慢。在融合過程中，移動的細(xì)胞主要分布在球狀體的表面。除微絲分布密集，微管含量低外，融合部位的活性氧含量較高，而非融合部位的活性氧含量則相反。最后，將不同成熟度的多球狀體融合到復(fù)雜的微組織中，模擬實(shí)體腫瘤，并評價阿霉素的抗腫瘤療效。

在本次研究中，瑞明生物的活細(xì)胞成像和單細(xì)胞分析均發(fā)揮了巨大作用：

1.使用活細(xì)胞智能監(jiān)測系統(tǒng)對兩個球狀體的融合過程進(jìn)行監(jiān)測，利用延時圖像測量了球狀體之間的接觸角、接觸長度和融合球體長度。在融合過程中，球狀體之間的接觸角增加，接觸長度增加，融合球體長度持續(xù)減少。

2.使用單細(xì)胞分析系統(tǒng)測量diI標(biāo)記的球狀體融合后不同區(qū)域的熒光分布，并測量融合體不同區(qū)域的ROS水平，融合區(qū)的熒光強(qiáng)度大于非融合區(qū)，表明融合區(qū)域發(fā)生了氧化應(yīng)激。

研究結(jié)果

圖一.示意圖

(A)球狀體的形成和融合的過程。(B)球狀體的成熟度定義。(C)球狀體融合過程中的代表性參數(shù)。(D)單細(xì)胞光學(xué)檢測過程示意圖。

圖二.在瓊脂糖微孔中生長的球狀體的特征(活細(xì)胞成像）

DU 145球狀體的(A)形態(tài)學(xué)。比例尺= 100μm。(B)由3×103、1×104和2×104細(xì)胞形成的球狀體的整體區(qū)和暗區(qū)。(C)暗區(qū)與球狀體面積的比值。(D)不同成熟度的DU 145球狀體的組織化學(xué)檢測。比例尺= 50μm。

圖三.在瓊脂糖微孔中生長的球狀體的特征（單細(xì)胞分析）

(A)單細(xì)胞檢測DiI標(biāo)記細(xì)胞的分布。(a)DiI標(biāo)記的年輕（3×103，3日齡）球狀體和年老的（2×104，10日齡）球狀體在24小時融合后形成的融合體圖像。(b)位于融合球體不同區(qū)域的光纖探頭。(c)融合球體不同區(qū)域的光子計數(shù)。

圖四.球狀體融合的潛在驅(qū)動力（單細(xì)胞分析）

（D）年輕和年老的球狀體形成融合體的細(xì)胞骨架共聚焦圖像。(E)相同成熟度3×103，3日齡(a)、2×104，10日齡(b)、不同成熟度3×103，3日齡+2×104，10日齡(b)形成的融合體的ROS水平。

參考文獻(xiàn)：

The influence of spheroid maturity on fusion dynamics and micro-tissue assembly in 3D tumor models

Pan R, Lin C, Yang X, Xie Y, Gao L, Yu L.

Biofabrication. 2024.

DOI: 10.1088/1758-5090/ad4392.

技術(shù)介紹

實(shí)時單細(xì)胞多功能分析儀

單細(xì)胞研究對于理解細(xì)胞的組成、生理行為與功能的多樣性具有重要意義?；蚪M、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組學(xué)等分析技術(shù)為單細(xì)胞研究提供了有力工具。

主要性能有:

1.高時空分辨率：可以在亞細(xì)胞水平（細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核）原位、定量檢測。

2.多功能檢測：可以檢測單個活細(xì)胞內(nèi)的百余種小分子含量（如乳酸、ATP、ROS等）及酶活性（葡萄糖甘酶等）。

3.細(xì)胞器提取：亞細(xì)胞水平提取細(xì)胞器；也可將藥物或其它物質(zhì)微創(chuàng)注入細(xì)胞內(nèi)。

4.組織和活體：動態(tài)監(jiān)測多種生理信號變化（如針灸研究，腦神經(jīng)研究等）。

MoniCyte活細(xì)胞智能監(jiān)測系統(tǒng)

MoniCyte活細(xì)胞智能監(jiān)測系統(tǒng)體積小巧，可放入培養(yǎng)箱內(nèi)監(jiān)測活細(xì)胞成長，系統(tǒng)配有強(qiáng)大的AI分析功能，快速合成細(xì)胞生長動態(tài)視頻，分析細(xì)胞密度，匯合度，繪制細(xì)胞生長曲線，無人值守監(jiān)測細(xì)胞生長。可應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞遷移，神經(jīng)細(xì)胞生長，干細(xì)胞分化，細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)，卵細(xì)胞成熟，類器官生長等細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域。

拓展閱讀

1.Nature Communications (IF 17.7) | 單細(xì)胞分析評估ROS水平助力衍生脂質(zhì)體研究

2.男性生育力評估新技術(shù)-單精子活性氧分析

3.單細(xì)胞活性氧檢測應(yīng)用-褪黑素抑制豬卵細(xì)胞老化機(jī)制研究

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