2、非黏附物包被的培养瓶或培养皿：琼脂、 琼脂糖、蛋白聚糖、聚苯乙烯
3、支架
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6
五、研究方法
1、细胞生长及形态：体积－直径
Ki-67）
免疫组化（BrdU、PCNA、
流式细胞仪（DNA
Hoechst33342、PI）
电镜
2、细胞球的生理特性：微电极（pO2 or pH）
NMR(脂代谢)
生物体发光技术（ATP、 Lactate、glucose）
⑶血管形成： VEGF（血管内皮生长因 子）在恶性肿瘤血管形成中起主要作用
[19]
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10
4、实验性组织模型
移植物以组织或器官的方式培养，使 其在一定时间内保持原有功能
简单的讲：使细胞自发或借助人工基 质聚集并诱导细胞分化、维持细胞功能
举例：人工肝（肝细胞、纤维细胞等 与明胶海绵、琼脂、胶原共培养）[20-22]
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16
3、微囊化肿瘤细胞的三维培养
⑴材料：海藻酸钠，聚赖氨酸，人乳腺癌 细胞系MCF-7
⑵方法：静电液滴法
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17
Day 0
Day 2
Day 5
Day 7
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18
4、药物对三维生长细胞的抑制
⑴药物：丝裂霉素（MC）、阿霉素（ADM）、 5－氟尿嘧啶（5－FU）
⑵浓度和作用时间：0.1ppc,1ppc及10ppc
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3
二、三维培养的构成
1、辅助物：人工软骨[1]、PET聚乙烯酯[2]、 纤维蛋白支架[3]、胶原支架[4-5]、旋转生 物反应器[6]、微胶囊[7]、中空纤维[8]
2、细胞：原代组织细胞－大鼠肝、软骨、 脂肪[9]、成骨样细胞、干细胞[10]、 肿瘤 细胞[11]
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4
三、三维培养的特点
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11
5、胚体干细胞与拟胚体
⑴胚胎发育到囊胚期，此时细胞分化为 两大类，即位于周边的滋养层细胞和位 于腔内但居于一端的内细胞团（inner cell mass ICM）。只有ICM将来发育成 胚胎本身，把ICM从胚胎中分离出来在一 定条件下培养，可形成具有无限增殖能 力的细胞群，称为胚胎干细胞 （embryonic stem cells,ES细胞）
Peak plasma concentration (ppc), the highest level of drug that can be obtained in the blood usually following multiple doses, of ADM, MC and 5-FU was 0.4 g/mL, 3.0 g/mL and 10 g/mL, respectively .
*
*
0.1ppc
1ppc
Drug concentration
b
10ppc
23
Inhibition Rate (%) Inhibition Rate (%)
100
*
M-MC 72 h
90
M-ADM 72 h
80
M-5-FU 72 h
*
70
60
50
*
40
30
20
10
0.1ppc
1ppc
1、生长特点：三维结构、异质性、生长速 率及氧气、葡萄糖等梯度分布
2、组织学特点：细胞分三层（直径>300µm） 可有类似组织基质的物质产生
3、生长动力学：三维培养细胞以G1/G0期 细胞占优势，S期细胞较少
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5
四、三维培养的方法
1、旋转式培养：旋转细胞培养系统或培养 瓶，旋转生物反应器同时产生较多量直 径为1－2mm的细胞球
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7
六、三维培养的应用
1、实验性治疗
⑴放射效应[12]：分化程度影响放疗效 果
⑵药物耐受[13]：培养方式是决定耐药 的因素之一
⑶免疫疗法[14]：肿瘤细胞与免疫细胞 作用

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8
2、代谢及代谢环境研究
三维培养的细胞可模拟肿瘤生成中的无 血管阶段、微转移灶或毛细血管之间的 微区域
Seminar Ⅱ
组织细胞的三维培养
学生：张旭朗 导师：马小军 研究员 2005－5－18
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1
• 概念 • 三维培养的构成 • 三维培养的特点 • 三维培养的方法 • 研究方法 • 三维培养的应用 • 展望
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2
一、三维培养的概念
• 相对于单层细胞的二维培养而言，利用 各种方法及材料，使细胞呈空间立体方 式生长，形成类似体内组织的结构，发 挥其功能
⑵当ES细胞经过2天悬滴培养、2天悬浮
培养后，可形成简单拟胚体（3－D），
拟胚体内包含着来源于三个胚层的不同
细胞
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12
微囊化肿瘤细胞用于药筛
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13
1、抗肿瘤药物筛选的研究现状
⑴多采用体外单层培养的肿瘤细胞：简单、 易操作、费用低、可大量应用、生长方 式及环境与在体肿瘤差距较大
分别作用24h, 48h, 72h
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19
a
f
b
g
c
可编辑ppt
h
20
d
i
e
j
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21
Diameter of cells spheroid(10－6m)
140 130 120 110 100
90 0
* *
control 0.1ppc 1 ppc 10 ppc
24
48
Time (h)
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*
72
22
Inhibition Rate (%) Inhibition Rate (%)
100
95
90
85
80
75
70
*
65
60
55 24
S 10 ppc M10 ppc *
48
Time (h)
a
*
72
100 80 60 40 20 0 -20 -40
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*
M 72 h
S 72 h
模拟在体细胞的环境：
⑴良好生长环境
⑵缺氧、缺乏营养、废物积聚或pH降低 等协同作用－－－“toxic enviroment”
[15]
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9
3、细胞的生物学特性
⑴浸润和转移：肿瘤细胞和基质共培养 （E-cadherin、 ICAM-1 ）[16,17]
⑵细胞黏附：研究细胞聚集过程中黏附 因子的作用[18]
⑵动物实验：费用高、生存条件苛刻、生 长方式及环境与在体相似
⑶手术切除标本：回顾性研究、不能动态 观察
⑷体外三维培养：模拟肿瘤生长方式及环 境、可大量应用、费用较低，如MCTS
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14
肿瘤细胞在体与体外三维生长示意图
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2、微囊化细胞三维共培养特点
⑴微胶囊为半透膜 ⑵细胞呈三维立体生长 ⑶生长空间可控 ⑷空间相对封闭 ⑸“被动”共培养 ⑹实质与间质细胞共培养-模拟体内