液滴打印生成 3D 组织模型

CELLINK Life Sciences 是一家生物打印研究领域的全球领先公司,它结合了在生物学、软件和工程领域所取得的最新进展,是全球顶尖生物融合公司的代表,开创了医学的未来。

CELLINK 人员开发了各种创新技术来推进生命科学应用,其,液滴肿瘤生物打印能够创建具有一种或多种类型细胞的液滴,并且可以生成用于药物测试的具有高重现性的高通量 3D 组织模型。

特别是,我们采用了一种 3D 生物打印肿瘤模型,该模型将人胰腺癌细胞 (Panc1) 和人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 与 4% 海藻酸盐混合在一起,采用 Bio X 进行生物打印,并利用氯化钙进行交联。然后,将 3D 构建体培养一周,随后将其嵌入 OCT 培养基中,并在 -80℃ 下冷冻保存。在荧光染色前,将构建体在冰上解冻,并用 PBS 彻底清洗几次。随后,使用 Alexa Fluor 647 标记的鬼笔环肽检测细胞骨架(如洋红色部分所示),使用 CFSE 探针可视化细胞(如绿色部分所示)。使用 DAPI 检测核结构(如蓝色部分所示)。在进行显微镜采集时,将液滴保存在玻璃底皿上的 PBS 1X 中。

我们采用了与 LDI 激光源 (89 North) 和 sCMOS Prime BSI 相机(Photometrics,像素大小 6.5 um )结合的 CrestOptics X-Light V3 转盘式共聚焦系统进行采集。我们还比较了 20 倍空气物镜(数值孔径 (NA) 0.7 和工作距离 (WD) 约 1 mm )与 30 倍硅油物镜(NA 1.05 和 WD 0.8 mm)的观察结果。在图 1 中,我们展示了使用 20 倍空气物镜采集并从总厚度约为 140-280 um 的 Z 堆栈中获得的最大强度投影 (MIP) 图像,这可以表明生物打印液滴中有复杂的细胞组织和密度。为更好地了解 3D 细胞结构,我们展示了图 1(右下角)所示的一个内部区域的体积视图(厚度为 300 um),并突出显示了模拟不同组织层的细胞的特殊组织(图 2)。为提高分辨率,我们使用了相比 20 倍空气物镜具有更大 NA 的 30 倍硅油物镜,获得了总厚度为 350 um 的液滴外部区域的 MIP、体积视图以及 3D 录影(图 3 和图 4)。

总体而言,根据共聚焦显微镜采集获得的 CSFE 阳性细胞数量,我们可以推测,生物打印液滴的外部区域的细胞增殖比内部区域更频繁。

在基础和应用研究中,生物打印组织模型具有可模拟任何类型细胞天然表型的优势。它们可给药物发现领域带来巨大帮助,能够让研究人员了解某种化合物在类似人体组织的生理环境中的潜在治疗效果。最后,生物打印模型可增进对健康状况和疾病模型中的细胞成熟、通讯、存活等概念的理解。

图 1:使X-Light V3 共聚焦转盘和 20 倍空气物镜采集的 Z 堆栈中的不同液滴区域的 MIP(上:外部区域;下:内部区域

图 2:内部区域体积视图,总厚度为 300 um。

图 3:使用 X-Light V3 共聚焦转盘和 30 倍硅油物镜采集的 Z 堆栈中的液滴外部区域 MIP(上)和体积视图(下),总厚度为 350 um。

图 4:液滴区域的 3D 录影如图 3 所示。

本应用指南是与 CELLINK LLC 的 Shubhankar Nath、Himjyot Jaiswal 和 Itedale Namro Redwan 合作编写的。

CELLINK Life Sciences

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