stringtranslate.com

Культура клеток

Клеточная культура в маленькой чашке Петри
Эпителиальные клетки в культуре, окрашенные на кератин (красный) и ДНК (зеленый).

Культура клеток или культура тканей — это процесс, с помощью которого клетки выращиваются в контролируемых условиях, как правило, за пределами их естественной среды. После того как интересующие клетки были выделены из живой ткани , их впоследствии можно хранить в тщательно контролируемых условиях. Их необходимо хранить при температуре тела (37°C) в инкубаторе. [1] Эти условия различаются для каждого типа клеток, но обычно состоят из подходящего сосуда с субстратом или богатой средой , которая поставляет необходимые питательные вещества ( аминокислоты , углеводы , витамины , минералы ), факторы роста , гормоны и газы ( CO 2 , O 2 ), а также регулирует физико-химическую среду ( рН буфера , осмотическое давление , температуру ). Большинству клеток требуется поверхность или искусственный субстрат для формирования прикрепившейся культуры в виде монослоя (толщиной в одну клетку), тогда как другие можно выращивать в свободном плавании в среде в виде суспензионной культуры . [2] Обычно этому способствуют использование жидкой, полутвердой или твердой питательной среды , такой как бульон или агар . Культура тканей обычно относится к культуре клеток и тканей животных, при этом для растений используется более конкретный термин « культура тканей растений ». Продолжительность жизни большинства клеток детерминирована генетически, но некоторые клетки, культивируемые клетки, были «трансформированы» в бессмертные клетки, которые будут воспроизводиться бесконечно, если будут обеспечены оптимальные условия.

На практике термин «культура клеток» теперь относится к культивированию клеток, полученных из многоклеточных эукариот , особенно клеток животных , в отличие от других типов культур, которые также выращивают клетки, таких как культура растительных тканей , культура грибов и микробиологическая культура ( микробов ) . Историческое развитие и методы культивирования клеток тесно связаны с культурой тканей и культурой органов . Вирусная культура также связана с клетками, являющимися хозяевами вирусов.

Лабораторный метод поддержания линий живых клеток (популяция клеток, произошедших от одной клетки и содержащих один и тот же генетический состав) , отделенных от исходного источника ткани, стал более надежным в середине 20 века. [3] [4]

История

Английский физиолог XIX века Сидней Рингер разработал солевые растворы , содержащие хлориды натрия, калия, кальция и магния, пригодные для поддержания биения изолированного сердца животного вне тела. [5] В 1885 году Вильгельм Ру удалил часть мозговой пластинки куриного эмбриона и подержал ее в теплом солевом растворе в течение нескольких дней, установив основной принцип культуры тканей. В 1907 году зоолог Росс Грэнвилл Харрисон продемонстрировал рост эмбриональных клеток лягушки, которые дали начало нервным клеткам в среде свернувшейся лимфы . В 1913 г. Э. Стейнхардт, К. Израэль и Р. А. Ламберт вырастили вирус коровьей оспы во фрагментах ткани роговицы морской свинки . [6] В 1996 году впервые была использована регенеративная ткань для замены небольшой длины уретры, что привело к пониманию того, что техника получения образцов ткани, выращивания ее вне тела без каркаса и повторного применения может использовать только на небольших расстояниях менее 1 см. [7] [8] [9] Росс Грэнвилл Харрисон , работавший в Медицинской школе Джонса Хопкинса , а затем в Йельском университете , опубликовал результаты своих экспериментов с 1907 по 1910 год, установив методологию культуры тканей . [10]

Готлиб Хаберландт первым указал на возможности культуры изолированных тканей, культуры тканей растений . [11] Он предположил, что с помощью этого метода можно определить потенциальные возможности отдельных клеток посредством культуры тканей, а также взаимное влияние тканей друг на друга. Со времени первоначальных утверждений Хаберландта были реализованы методы культивирования тканей и клеток, что привело к значительным открытиям в биологии и медицине. Свою первоначальную идею тотипотенциальности он представил в 1902 году, заявив, что «теоретически все растительные клетки способны дать начало полноценному растению». [12] [13] [14] Термин «культура ткани» был придуман американским патологом Монтроузом Томасом Берроузом . [15]

Методы культивирования клеток значительно продвинулись в 1940-х и 1950-х годах для поддержки исследований в области вирусологии . Выращивание вирусов в культурах клеток позволило получить очищенные вирусы для изготовления вакцин . Инъекционная вакцина против полиомиелита , разработанная Джонасом Солком, была одним из первых продуктов, массово производимых с использованием методов культивирования клеток. Эта вакцина стала возможной благодаря исследованиям клеточных культур Джона Франклина Эндерса , Томаса Хакла Веллера и Фредерика Чепмена Роббинса , которые были удостоены Нобелевской премии за открытие метода выращивания вируса в культурах клеток почек обезьян. Культура клеток способствовала разработке вакцин от многих заболеваний. [1]

Современное использование

Культивируемые клетки, растущие в питательной среде

В современном использовании термин «культура ткани» обычно относится к росту клеток из ткани многоклеточного организма in vitro . Эти клетки могут представлять собой клетки, выделенные из организма-донора ( первичные клетки ) или иммортализованную клеточную линию . Клетки погружают в культуральную среду, которая содержит необходимые питательные вещества и источники энергии, необходимые для выживания клеток. [16] Таким образом, в более широком смысле «культура ткани» часто используется как синоним «культуры клеток». С другой стороны, строгое значение термина «культура ткани» относится к культивированию кусочков ткани, т.е. к культуре эксплантатов .

Культура тканей — важный инструмент для изучения биологии клеток многоклеточных организмов. Он обеспечивает модель ткани in vitro в четко определенной среде, которой можно легко манипулировать и анализировать. В культуре тканей животных клетки можно выращивать в виде двумерных монослоев (традиционная культура) или внутри волокнистых каркасов или гелей для получения более натуралистичных трехмерных тканеподобных структур (3D-культура). Эрик Саймон в отчете о гранте NIH SBIR 1988 года показал, что электропрядение можно использовать для производства полимерных волокнистых каркасов нано- и субмикронного размера, специально предназначенных для использования в качестве клеточных и тканевых субстратов in vitro . Это раннее использование электропряденых волокнистых решеток для клеточной культуры и тканевой инженерии показало, что различные типы клеток будут прикрепляться к поликарбонатным волокнам и размножаться на них. Было отмечено, что в отличие от уплощенной морфологии, обычно наблюдаемой в 2D-культуре, клетки, выращенные на волокнах электропрядения, демонстрировали более округлую трехмерную морфологию, обычно наблюдаемую в тканях in vivo . [17]

Культура тканей растений, в частности, связана с выращиванием целых растений из небольших кусочков растительной ткани, культивируемых в среде. [18]

Концепции культуры клеток млекопитающих

Выделение клеток

Клетки можно выделить из тканей для культуры ex vivo несколькими способами. Клетки легко очищаются от крови; однако только белые клетки способны расти в культуре. Клетки можно выделить из твердых тканей путем переваривания внеклеточного матрикса с помощью таких ферментов , как коллагеназа , трипсин или проназа , перед перемешиванием ткани для высвобождения клеток в суспензию. [19] [20] Альтернативно, кусочки ткани можно поместить в питательную среду , а вырастающие клетки можно будет использовать для культивирования. Этот метод известен как культура эксплантатов .

Клетки, которые культивируются непосредственно у субъекта, известны как первичные клетки. За исключением некоторых, полученных из опухолей, большинство первичных клеточных культур имеют ограниченную продолжительность жизни.

Установленная или иммортализованная клеточная линия приобрела способность бесконечно размножаться либо посредством случайной мутации, либо преднамеренной модификации, такой как искусственная экспрессия гена теломеразы . Многочисленные клеточные линии хорошо известны как представители определенных типов клеток .

Поддержание клеток в культуре

Большинство изолированных первичных клеток подвергаются процессу старения и перестают делиться после определенного количества удвоений популяции, в целом сохраняя свою жизнеспособность (описанную как предел Хейфлика ).

Бутылка со средой для культивирования клеток DMEM.

Помимо температуры и газовой смеси, наиболее часто меняющимся фактором в культуральных системах является среда для роста клеток . Рецепты питательных сред могут различаться по pH , концентрации глюкозы, факторам роста и наличию других питательных веществ. Факторы роста, используемые в качестве дополнения к среде, часто получают из сыворотки крови животных, например, фетальной бычьей сыворотки (FBS), бычьей телячьей сыворотки, лошадиной сыворотки и свиной сыворотки. Одним из осложнений, связанных с этими ингредиентами, полученными из крови, является возможность загрязнения культуры вирусами или прионами , особенно в медицинских биотехнологических приложениях. Текущая практика заключается в том, чтобы свести к минимуму или исключить использование этих ингредиентов, где это возможно, и использовать лизат тромбоцитов человека (hPL). [21] Это избавляет от необходимости беспокоиться о межвидовом загрязнении при использовании FBS с клетками человека. hPL стал безопасной и надежной альтернативой прямой замене FBS или другой сыворотки животных. Кроме того, для устранения любых следов сыворотки (человеческой или животной) можно использовать среды с определенным химическим составом , но это не всегда может быть достигнуто с использованием разных типов клеток. Альтернативные стратегии включают получение крови животных из стран с минимальным риском ГЭКРС / ТГЭ , таких как США, Австралия и Новая Зеландия, [22] и использование очищенных питательных концентратов, полученных из сыворотки, вместо цельной сыворотки животных для клеточных культур. [23]

Плотность посева (количество клеток на объем культуральной среды) играет решающую роль для некоторых типов клеток. Например, более низкая плотность посева заставляет гранулезные клетки проявлять выработку эстрогена, тогда как более высокая плотность посева заставляет их выглядеть как клетки текалютеина , продуцирующие прогестерон . [24]

Клетки можно выращивать либо в суспензии , либо в прикрепившихся культурах . [25] Некоторые клетки естественным образом живут в суспензии, не прикрепляясь к поверхности, например клетки, существующие в кровотоке. Существуют также клеточные линии, которые были модифицированы для выживания в суспензионных культурах, поэтому их можно выращивать до более высокой плотности, чем позволяют условия адгезии. Адгезивным клеткам требуется поверхность, такая как пластик или микроноситель для тканевой культуры , которая может быть покрыта компонентами внеклеточного матрикса (такими как коллаген и ламинин) для увеличения адгезионных свойств и предоставления других сигналов, необходимых для роста и дифференцировки. Большинство клеток, происходящих из твердых тканей, являются адгезивными. Другим типом адгезивной культуры является органотипическая культура , которая предполагает выращивание клеток в трехмерной (3-D) среде, в отличие от двумерных культуральных чашек. Эта система 3D-культуры биохимически и физиологически более похожа на ткань in vivo , но ее технически сложно поддерживать из-за многих факторов (например, диффузии). [26]

Базальные среды для клеточных культур

Существуют различные виды сред для культивирования клеток, которые обычно используются в науках о жизни, включая следующие:

Компоненты сред для культивирования клеток

Типичные условия роста

Перекрестное загрязнение клеточной линии

Перекрестное загрязнение клеточных линий может стать проблемой для ученых, работающих с культивируемыми клетками. [27] Исследования показывают, что в 15–20% случаев клетки, использованные в экспериментах, были ошибочно идентифицированы или загрязнены другой клеточной линией. [28] [29] [30] Проблемы с перекрестным загрязнением клеточных линий были обнаружены даже в линиях из панели NCI-60 , которые регулярно используются для исследований по скринингу лекарств. [31] [32] Основные репозитории клеточных линий, в том числе Американская коллекция типовых культур (ATCC), Европейская коллекция клеточных культур (ECACC) и Немецкая коллекция микроорганизмов и клеточных культур (DSMZ), получили материалы о клеточных линиях от исследователей. которые были ими ошибочно идентифицированы. [31] [33] Такое заражение создает проблему для качества исследований, проводимых с использованием линий клеточных культур, и основные репозитории в настоящее время проверяют подлинность всех представленных линий клеток. [34] ATCC использует дактилоскопию ДНК с короткими тандемными повторами (STR) для аутентификации своих клеточных линий. [35]

Чтобы решить эту проблему перекрестного загрязнения клеточных линий, исследователям рекомендуется аутентифицировать свои клеточные линии на ранних стадиях, чтобы установить идентичность клеточной линии. Аутентификацию следует повторять перед замораживанием запасов клеточных линий, каждые два месяца во время активного культивирования и перед любой публикацией данных исследований, полученных с использованием клеточных линий. Для идентификации клеточных линий используются многие методы, включая изоферментный анализ, типирование антигена лимфоцитов человека (HLA), хромосомный анализ, кариотипирование, морфологический и STR-анализ . [35]

Одним из значительных перекрестных загрязнителей клеточных линий является иммортализованная клеточная линия HeLa . Заражение Хелой было впервые отмечено в начале 1960-х годов в нечеловеческой культуре США. Внутривидовое заражение было обнаружено в девятнадцати клеточных линиях в семидесятые годы. В 1974 году было обнаружено, что пять клеточных линий человека из Советского Союза относятся к Hela. Последующее исследование, анализирующее 50 с лишним клеточных линий, показало, что половина из них имела маркеры Hela, но примесная Hela гибридизировалась с исходными клеточными линиями. Сообщалось о заражении клетками Hela из капель воздуха . Хела даже была неосознанно введена людям Джонасом Солком во время испытаний вакцины в 1978 году. [36]

Другие технические вопросы

Поскольку клетки обычно продолжают делиться в культуре, они обычно растут, заполняя доступную площадь или объем. Это может вызвать несколько проблем:

Выбор культуральной среды может повлиять на физиологическую значимость результатов экспериментов с культурами клеток из-за различий в составе и концентрациях питательных веществ. [38] Недавно было показано систематическое смещение в сгенерированных наборах данных для скринингов подавления генов CRISPR и RNAi , [39] и для метаболического профилирования линий раковых клеток . [38] Использование питательной среды , которая лучше отражает физиологические уровни питательных веществ, может повысить физиологическую значимость исследований in vitro , и недавно были разработаны такие типы сред, как Plasmax [40] и Human Plasma Like Medium (HPLM) [41] .

Манипуляции с культивируемыми клетками

Среди распространенных манипуляций, проводимых с культуральными клетками, - смена среды, пассирование клеток и трансфекция клеток. Обычно они выполняются с использованием методов культуры тканей, основанных на асептике . Асептическая техника направлена ​​на предотвращение загрязнения бактериями, дрожжами или другими клеточными линиями. Манипуляции обычно проводятся в боксе биологической безопасности или в боксе с ламинарным потоком , чтобы исключить попадание загрязняющих микроорганизмов. В питательную среду также можно добавлять антибиотики (например, пенициллин и стрептомицин ) и противогрибковые средства (например, амфотерицин B и раствор антибиотика-антимикотика ).

Когда клетки подвергаются метаболическим процессам, вырабатывается кислота и уровень pH снижается. Часто в среду добавляют индикатор pH для измерения истощения питательных веществ.

Изменения в СМИ

В случае приверженных культур среду можно удалить непосредственно аспирацией, а затем заменить. Замена среды в неприкрепившихся культурах включает центрифугирование культуры и ресуспендирование клеток в свежей среде.

Проходящие клетки

Пассирование (также известное как субкультивирование или расщепление клеток) включает перенос небольшого количества клеток в новый сосуд. Клетки можно культивировать в течение более длительного времени, если их регулярно расщеплять, поскольку это позволяет избежать старения, связанного с длительной высокой плотностью клеток. Суспензионные культуры легко пассируются небольшим количеством культуры, содержащей несколько клеток, разведенных в большем объеме свежей среды. Для адгезивных культур сначала необходимо отделить клетки; обычно это делается со смесью трипсин - ЭДТА ; однако теперь для этой цели доступны другие смеси ферментов. Затем небольшое количество отдельных клеток можно использовать для посева новой культуры. Некоторые клеточные культуры, такие как клетки RAW, механически соскребают с поверхности сосуда резиновыми скребками.

Трансфекция и трансдукция

Другой распространенный метод манипулирования клетками включает введение чужеродной ДНК путем трансфекции . Это часто выполняется, чтобы заставить клетки экспрессировать интересующий ген . Совсем недавно трансфекция конструкций РНКи была реализована как удобный механизм подавления экспрессии определенного гена/белка. ДНК также можно вставлять в клетки с помощью вирусов методами, называемыми трансдукцией , инфицированием или трансформацией . Вирусы как паразитические агенты хорошо подходят для внедрения ДНК в клетки, поскольку это часть их нормального процесса размножения.

Установленные линии клеток человека

Культивированные клетки HeLa были окрашены Хехстом , что сделало их ядра синими, и являются одной из самых ранних клеточных линий человека, произошедших от Генриетты Лакс , которая умерла от рака шейки матки, из которого произошли эти клетки.

Клеточные линии, происходящие от человека, вызывают некоторые споры в биоэтике , поскольку они могут пережить свой родительский организм и позже использоваться для открытия прибыльных методов лечения. В своем новаторском решении в этой области Верховный суд Калифорнии постановил в деле Мур против Регентов Калифорнийского университета , что пациенты-люди не имеют прав собственности на клеточные линии, полученные из органов, удаленных с их согласия. [42]

Можно слить нормальные клетки с иммортализованной клеточной линией . Этот метод используется для получения моноклональных антител . Вкратце, лимфоциты, выделенные из селезенки (или, возможно, крови) иммунизированного животного, объединяют с иммортализованной клеточной линией миеломы (линия В-клеток) с получением гибридомы, которая обладает антителоспецифичностью первичного лимфоцита и бессмертием миеломы. Селективную питательную среду (HA или HAT) используют для отбора неслитых клеток миеломы; первичные лимфоктии быстро погибают в культуре, и выживают только слитые клетки. Их проверяют на выработку необходимых антител, обычно в пулах вначале, а затем после однократного клонирования.

Клеточные штаммы

Штамм клеток получают либо из первичной культуры, либо из клеточной линии путем отбора или клонирования клеток, обладающих специфическими свойствами или характеристиками, которые необходимо определить. Клеточные штаммы — это клетки, адаптированные к культуре, но, в отличие от клеточных линий, имеющие ограниченный потенциал деления. Неиммортализованные клетки перестают делиться после 40–60 удвоений популяции [43] и после этого теряют способность к пролиферации (генетически детерминированное событие, известное как старение). [44]

Применение клеточной культуры

Массовое культивирование линий животных клеток имеет основополагающее значение для производства вирусных вакцин и других продуктов биотехнологии. Культура стволовых клеток человека используется для увеличения количества клеток и дифференциации клеток в различные типы соматических клеток для трансплантации. [45] Культура стволовых клеток также используется для сбора молекул и экзосом, которые выделяют стволовые клетки, в целях терапевтических разработок. [46]

Биологические продукты, полученные с помощью технологии рекомбинантной ДНК (рДНК) в культурах клеток животных, включают ферменты , синтетические гормоны , иммунобиологические препараты ( моноклональные антитела , интерлейкины , лимфокины ) и противораковые средства . Хотя многие более простые белки можно получить с использованием рДНК в бактериальных культурах, более сложные гликозилированные ( модифицированные углеводами) белки в настоящее время необходимо производить в клетках животных. Важным примером такого сложного белка является гормон эритропоэтин . Стоимость выращивания культур клеток млекопитающих высока, поэтому ведутся исследования по получению таких сложных белков в клетках насекомых или высших растений, использованию одиночных эмбриональных клеток и соматических эмбрионов в качестве источника для прямого переноса генов посредством бомбардировки частицами, экспрессии транзитных генов и наблюдение конфокальной микроскопии является одним из его применений. Предлагается также подтвердить одноклеточное происхождение соматических эмбрионов и асимметрию первого клеточного деления, запускающего этот процесс.

Культура клеток также является ключевым методом клеточного сельского хозяйства , целью которого является создание как новых продуктов, так и новых способов производства существующих сельскохозяйственных продуктов, таких как молоко, (выращенное) мясо , ароматизаторы и рог носорога из клеток и микроорганизмов. Поэтому это считается одним из средств достижения сельского хозяйства без животных . Это также центральный инструмент для обучения клеточной биологии. [47]

Клеточная культура в двух измерениях

Исследования в области тканевой инженерии , стволовых клеток и молекулярной биологии в основном включают культивирование клеток на плоских пластиковых чашках. Этот метод известен как двумерная (2D) клеточная культура, и был впервые разработан Вильгельмом Ру , который в 1885 году удалил часть мозговой пластинки эмбрионального цыпленка и выдержал ее в теплом физиологическом растворе в течение нескольких дней на плоском стекле. тарелка. Благодаря развитию полимерных технологий возникла сегодняшняя стандартная пластиковая чашка для двумерной культуры клеток, широко известная как чашка Петри . Это изобретение приписывают Юлиусу Рихарду Петри , немецкому бактериологу , работавшему ассистентом Роберта Коха . Различные исследователи сегодня также используют лабораторные колбы для культивирования , конические контейнеры и даже одноразовые пакеты, подобные тем, которые используются в одноразовых биореакторах .

Помимо чашек Петри, ученые уже давно выращивают клетки в матрицах биологического происхождения, таких как коллаген или фибрин, а в последнее время и в синтетических гидрогелях, таких как полиакриламид или ПЭГ. Они делают это, чтобы вызвать фенотипы, которые не экспрессируются на традиционно жестких субстратах. Растет интерес к контролю жесткости матрицы [48] . Эта концепция привела к открытиям в таких областях, как:

Клеточная культура в трех измерениях

Клеточная культура в трех измерениях рекламировалась как «Новое измерение биологии». [63] В настоящее время практика культивирования клеток по-прежнему основана на различных комбинациях одиночных или множественных клеточных структур в 2D. [64] В настоящее время наблюдается рост использования 3D-культур клеток в исследовательских областях, включая разработку лекарств , биологию рака, регенеративную медицину , оценку наноматериалов и фундаментальные исследования в области медико-биологических наук . [65] [66] [67] Трехмерные клеточные культуры можно выращивать с использованием каркаса или матрицы или без каркаса. Культуры на основе каркаса используют бесклеточную трехмерную матрицу или жидкую матрицу. Безкаркасные методы обычно создаются в суспензиях. [68] Существует множество платформ, используемых для облегчения роста трехмерных клеточных структур, включая каркасные системы, такие как гидрогелевые матрицы [69] и твердые каркасы, а также системы без каркасов, такие как пластины с низкой адгезией, магнитная левитация с использованием наночастиц. , [70] подвесные капельные планшеты, [71] [72] и вращающаяся клеточная культура. Культивирование клеток в 3D приводит к широкому варьированию показателей экспрессии генов и частично имитирует ткани в физиологических состояниях. [73] 3D-модель клеточной культуры показала рост клеток, аналогичный росту клеток in vivo, чем монослойная культура, и все три культуры были способны поддерживать рост клеток. [74] Поскольку 3D-культурирование было разработано, оказалось, что оно имеет большой потенциал для разработки моделей опухолей и исследования злокачественной трансформации и метастазирования. 3D-культуры могут предоставить расширенный инструмент для понимания изменений, взаимодействий и клеточной передачи сигналов. [75]

3D-культура клеток в каркасах

Эрик Саймон в отчете о гранте NIH SBIR 1988 года показал, что электропрядение можно использовать для производства нано- и субмикронных волокнистых каркасов из полистирола и поликарбоната, специально предназначенных для использования в качестве клеточных субстратов in vitro . Это раннее использование электропряденых волокнистых решеток для клеточной культуры и тканевой инженерии показало, что различные типы клеток, включая фибробласты крайней плоти человека (HFF), трансформированную карциному человека (HEp-2) и эпителий легких норки (MLE), будут прикрепляться к поликарбонатным волокнам и размножаться на них. . Было отмечено, что в отличие от уплощенной морфологии, обычно наблюдаемой в 2D-культуре, клетки, выращенные на волокнах электропрядения, демонстрировали более гистотипическую округлую трехмерную морфологию, обычно наблюдаемую in vivo . [17]

3D-культура клеток в гидрогелях

Поскольку природный внеклеточный матрикс (ЕСМ) важен для выживания, пролиферации, дифференциации и миграции клеток, различные гидрогелевые культуральные матрицы, имитирующие естественную структуру ЕСМ, рассматриваются как потенциальные подходы к культивированию клеток, подобному in vivo. [76] Гидрогели состоят из взаимосвязанных пор с высокой степенью удержания воды, что обеспечивает эффективный транспорт таких веществ, как питательные вещества и газы. Для 3D-культуры клеток доступно несколько различных типов гидрогелей из натуральных и синтетических материалов, включая гидрогели экстракта ЕСМ животных, белковые гидрогели, пептидные гидрогели, полимерные гидрогели и гидрогель наноцеллюлозы на основе древесины .

3D-культивирование клеток с помощью магнитной левитации

Метод 3D-клеточного культивирования методом магнитной левитации (MLM) представляет собой применение выращивания 3D-тканей путем воздействия на клетки, обработанные сборками магнитных наночастиц, в пространственно изменяющихся магнитных полях с использованием неодимовых магнитных драйверов и содействия межклеточным взаимодействиям путем подъема клеток в воздух. Жидкостная граница стандартной чашки Петри. Сборки магнитных наночастиц состоят из магнитных наночастиц оксида железа, наночастиц золота и полимера полилизина. Трехмерное культивирование клеток масштабируется: можно культивировать от 500 клеток до миллионов клеток или от одной чашки до высокопроизводительных систем малого объема.

Тканевая культура и инженерия

Культура клеток является фундаментальным компонентом культуры тканей и тканевой инженерии , поскольку она закладывает основы выращивания и поддержания клеток in vitro . Основное применение культуры клеток человека находится в производстве стволовых клеток, где мезенхимальные стволовые клетки можно культивировать и криоконсервировать для будущего использования. Тканевая инженерия потенциально предлагает значительные улучшения в недорогом медицинском обслуживании сотен тысяч пациентов ежегодно.

Вакцина

Вакцины от полиомиелита , кори , эпидемического паротита , краснухи и ветряной оспы в настоящее время производятся на клеточных культурах. Из-за угрозы пандемии H5N1 исследования по использованию клеточной культуры для вакцин против гриппа финансируются правительством США . Новые идеи в этой области включают вакцины на основе рекомбинантной ДНК , например вакцину, созданную с использованием аденовируса человека (вирус простуды) в качестве вектора [77] [78] и новые адъюванты. [79]

Совместное культивирование клеток

Метод совместного культивирования используется для изучения перекрестных помех между двумя или более типами клеток на планшете или в трехмерной матрице. Культивирование различных стволовых клеток и взаимодействие иммунных клеток можно исследовать на модели in vitro, аналогичной биологической ткани. Поскольку большинство тканей содержат более одного типа клеток, важно оценить их взаимодействие в среде трехмерной культуры, чтобы лучше понять их взаимодействие и ввести миметические ткани. Существует два типа совместного культивирования: прямое и косвенное. В то время как прямое взаимодействие предполагает, что клетки находятся в прямом контакте друг с другом в одной и той же культуральной среде или матрице, непрямое взаимодействие включает в себя разные среды, что позволяет участвовать сигнальным и растворимым факторам. [15] [80]

Дифференцировку клеток в тканевых моделях во время взаимодействия между клетками можно изучать с помощью системы совместного культивирования для моделирования раковых опухолей, для оценки влияния лекарств на терапевтические испытания и для изучения влияния лекарств на терапевтические испытания. Система совместного культивирования в 3D-моделях может предсказать реакцию на химиотерапию и эндокринную терапию, если микроокружение определяет биологическую ткань для клеток.

Метод совместного культивирования используется в тканевой инженерии для создания тканей при непосредственном взаимодействии нескольких клеток. [81]

Схематическое изображение 2D-культуры, 3D-культуры, исследования «орган-на-чипе» и исследования in vivo.

Клеточная культура в микрофлюидном устройстве

Техника микрофлюидики представляет собой разработанные системы, которые могут выполнять процессы в потоке, размер которого обычно составляет микроны. Микрофлюидные чипы также известны как «лаборатория на чипе», и они могут проводить непрерывные процедуры и этапы реакции с запасным количеством реагентов и пространством. Такие системы позволяют идентифицировать и изолировать отдельные клетки и молекулы в сочетании с соответствующими биологическими анализами и методами высокочувствительного обнаружения. [82] [83]

Орган-на-чипе

Системы OoC имитируют и контролируют микроокружение клеток путем выращивания тканей в микрофлюидике. Сочетая тканевую инженерию, производство биоматериалов и клеточную биологию, он дает возможность создать биомиметическую модель для изучения заболеваний человека в лаборатории. В последние годы наука о 3D-культуре клеток добилась значительного прогресса, что привело к развитию OoC. ОоС рассматривается как доклинический этап, который приносит пользу фармацевтическим исследованиям, разработке лекарств и моделированию заболеваний. [84] [85] OoC — это важная технология, которая может преодолеть разрыв между тестированием на животных и клиническими исследованиями, а также благодаря достижениям, достигнутым наукой, может заменить исследования in vivo по доставке лекарств и патофизиологические исследования. [86]

Культура клеток немлекопитающих

Помимо культуры хорошо зарекомендовавших себя иммортализованных клеточных линий, клетки из первичных эксплантов множества организмов можно культивировать в течение ограниченного периода времени, прежде чем наступит старение (см. Предел Хейфлика). Культивированные первичные клетки широко использовались в исследованиях, как и кератоциты рыб в исследованиях миграции клеток. [87] [47] [88]

Методы культивирования растительных клеток

Культуры растительных клеток обычно выращивают в виде суспензионных культур клеток в жидкой среде или в виде каллусных культур на твердой среде. Культивирование недифференцированных растительных клеток и каллусов требует надлежащего баланса гормонов роста растений ауксина и цитокинина . [ нужна цитата ]

Культура клеток насекомых

Клетки, полученные из Drosophila melanogaster (чаще всего, клетки Шнайдера 2 ), можно использовать для экспериментов, которые может быть трудно провести на живых мухах или личинках, таких как биохимические исследования или исследования с использованием миРНК . Клеточные линии, полученные из армейского червя Spodoptera frugiperda , включая Sf9 и Sf21 , и из капустной петельки Trichoplusia ni , клетки High Five , обычно используются для экспрессии рекомбинантных белков с использованием бакуловируса . [89]

Методы культивирования бактерий и дрожжей

Для бактерий и дрожжей небольшие количества клеток обычно выращивают на твердой подложке, содержащей внедренные в нее питательные вещества, обычно это гель, такой как агар, тогда как крупномасштабные культуры выращиваются на клетках, суспендированных в питательном бульоне. [ нужна цитата ]

Методы вирусной культуры

Культура вирусов требует культуры клеток млекопитающих, растений, грибкового или бактериального происхождения в качестве хозяев для роста и репликации вируса. Целые вирусы дикого типа , рекомбинантные вирусы или вирусные продукты могут быть получены в типах клеток, отличных от их естественных хозяев, при правильных условиях. В зависимости от вида вируса инфекция и репликация вируса могут привести к лизису клетки-хозяина и образованию вирусной бляшки . [ нужна цитата ]

Общие клеточные линии

Клеточные линии человека
Клеточные линии приматов
Мышиные клеточные линии
Линии опухолевых клеток крысы
Линии растительных клеток
Клеточные линии других видов

Список клеточных линий

Смотрите также

Ссылки и примечания

  1. ^ аб Тейлор М.В. (2014). «История клеточной культуры». Вирусы и человек: история взаимодействия . Чам: Международное издательство Springer. стр. 41–52. дои : 10.1007/978-3-319-07758-1_3. ISBN 978-3-319-07757-4.
  2. ^ Харрис А.Р., Питер Л., Беллис Дж., Баум Б., Кабла А.Дж., Чаррас Г.Т. (октябрь 2012 г.). «Характеристика механики монослоев культивируемых клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (41): 16449–16454. Бибкод : 2012PNAS..10916449H. дои : 10.1073/pnas.1213301109 . ПМЦ 3478631 . ПМИД  22991459. 
  3. ^ «Некоторые вехи в развитии культуры тканей и клеток» . Проверено 19 апреля 2006 г.
  4. ^ «Клеточная культура» . Проверено 19 апреля 2006 г.
  5. ^ "Whonamedit - решение Рингера" . whonamedit.com . Проверено 9 июня 2014 г.
  6. ^ Стейнхардт Э, Израильтянин С, Ламберт Р.А. (1913). «Исследования по культивированию вируса коровьей оспы». Журнал инфекционных болезней . 13 (2): 294–300. дои : 10.1093/infdis/13.2.294. ISSN  0022-1899. JSTOR  30073371.
  7. ^ Атала А (2009). «Выращивание новых органов». ТЕДМЕД . Проверено 23 августа 2021 г.
  8. ^ «Животные и альтернативы в тестировании». Архивировано из оригинала 25 февраля 2006 года . Проверено 19 апреля 2006 г.
  9. ^ Фентем JH (февраль 2006 г.). «Совместная работа над решением проблем политики ЕС по замене испытаний на животных». Альтернативы лабораторным животным . 34 (1): 11–18. дои : 10.1177/026119290603400116 . PMID  16522146. S2CID  10339716.
  10. ^ Шифф Дж.А. (февраль 2002 г.). «Невоспетый герой медицинских исследований». Журнал выпускников Йельского университета . Архивировано из оригинала 14 ноября 2012 года . Проверено 19 апреля 2006 г.
  11. ^ Боннер Дж (июнь 1936 г.). «Культуры растительных тканей с точки зрения гормонов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 22 (6): 426–430. Бибкод : 1936PNAS...22..426B. дои : 10.1073/pnas.22.6.426 . JSTOR  86579. PMC 1076796 . ПМИД  16588100. 
  12. ^ Хаберландт, Г. (1902) Kulturversuche mit isolierten Pflanzenzellen. Зитцунгсбер. Акад. Висс. Вена. Math.-Naturwiss. Кл., абт. Дж. 111, 69–92.
  13. ^ Ноэ AC (октябрь 1934 г.). «Готлиб Хаберландт». Физиология растений . 9 (4): 850–855. дои : 10.1104/стр.9.4.850. ПМК 439112 . ПМИД  16652925. 
  14. ^ Культура тканей растений. 100 лет со дня Готлиба Хаберландта. Лаймер, Маргит; Рюкер, Вальтрауд (ред.) 2003. Springer ISBN 978-3-211-83839-6 
  15. ^ ab Каррел А., Берроуз MT (март 1911 г.). «Культивирование тканей in vitro и техника ITS». Журнал экспериментальной медицины . 13 (3): 387–396. дои : 10.1084/jem.13.3.387. ПМК 2125263 . ПМИД  19867420. 
  16. ^ Мартин Б.М. (1 декабря 2013 г.). Методы культуры тканей: Введение. Springer Science & Business Media. стр. 29–30. ISBN 978-1-4612-0247-9.
  17. ^ аб Саймон EM (1988). «Заключительный отчет фазы I: Волокнистые субстраты для клеточных культур (R3RR03544A)». Исследовательские ворота . Проверено 22 мая 2017 г.
  18. ^ Урри, Л.А., Кэмпбелл, Н.А., Каин, М.Л., Рис, Дж.Б., Вассерман, С. (2007). Биология. Соединенное Королевство: Издательская компания Бенджамина-Каммингса. п. 860
  19. ^ Фойгт Н., Пирман С.М., Добрев Д., Дибб К.М. (сентябрь 2015 г.). «Методы выделения предсердных клеток крупных млекопитающих и человека». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 86 : 187–198. дои : 10.1016/j.yjmcc.2015.07.006 . ПМИД  26186893.
  20. ^ Луч МЫ, Шихан К.А., Вольска Б.М. (сентябрь 2011 г.). «Методы выделения, культивирования и переноса генов кардиомиоцитов». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 51 (3): 288–298. дои : 10.1016/j.yjmcc.2011.06.012. ПМК 3164875 . ПМИД  21723873. 
  21. ^ Хемеда Х., Гибель Б., Вагнер В. (16 февраля 2014 г.) Оценка лизата тромбоцитов человека по сравнению с фетальной бычьей сывороткой для культуры мезенхимальных стромальных клеток Цитотерапия p170-180, выпуск 2 doi.10.1016
  22. ^ "Пост - Блог | Boval BioSolutions, LLC" . bovalco.com. Архивировано из оригинала 10 сентября 2014 года . Проверено 2 декабря 2014 г.
  23. ^ «LipiMAX очищенный раствор липопротеинов из бычьей сыворотки» . Селборнские биологические службы . 2006. Архивировано из оригинала 19 июля 2012 года . Проверено 2 февраля 2010 г.
  24. ^ Портела В.М., Замберлам Г., Прайс Калифорния (апрель 2010 г.). «Плотность клеточного покрытия изменяет соотношение экспрессии генов эстрогенных и прогестагенных ферментов в культивируемых гранулезных клетках». Фертильность и бесплодие . 93 (6): 2050–2055. doi : 10.1016/j.fertnstert.2009.01.151 . ПМИД  19324349.
  25. ^ Жаккар Н., Макаун Р.Дж., Super A, Гриффин Л.Д., Верайтч Ф.С., Сита Н. (октябрь 2014 г.). «Автоматизированная и онлайн-характеристика роста культуры прикрепленных клеток в микрофабрикатном биореакторе». Журнал автоматизации лабораторий . 19 (5): 437–443. дои : 10.1177/2211068214529288. ПМК 4230958 . ПМИД  24692228. 
  26. ^ Хампель С (октябрь 2015 г.). «Органотипические культуры срезов мозга: обзор». Нейронаука . 305 : 86–98. doi : 10.1016/j.neuroscience.2015.07.086. ПМК 4699268 . ПМИД  26254240. 
  27. ^ Неймарк Дж (февраль 2015 г.). «Линия атаки». Наука . 347 (6225): 938–940. Бибкод : 2015Sci...347..938N. дои : 10.1126/science.347.6225.938 . ПМИД  25722392.
  28. ^ Дрекслер Х.Г., Диркс В.Г., Маклауд Р.А. (октябрь 1999 г.). «Ложные линии гемопоэтических клеток человека: перекрестное загрязнение и неверные интерпретации». Лейкемия . 13 (10): 1601–1607. дои : 10.1038/sj.leu.2401510 . ПМИД  10516762.
  29. ^ Дрекслер Х.Г., Маклауд Р.А., Диркс РГ (декабрь 2001 г.). «Перекрестное загрязнение: HS-Султан - это не миелома, а клеточная линия лимфомы Беркитта». Кровь . 98 (12): 3495–3496. дои : 10.1182/blood.V98.12.3495 . ПМИД  11732505.
  30. ^ Кабрера CM, Кобо Ф, Ньето А, Кортес ХЛ, Монтес РМ, Каталина П, Конча А (июнь 2006 г.). «Тесты идентичности: определение перекрестного загрязнения клеточных линий». Цитотехнология . 51 (2): 45–50. дои : 10.1007/s10616-006-9013-8. ПМЦ 3449683 . ПМИД  19002894. 
  31. ^ аб Чаттерджи Р. (февраль 2007 г.). «Клеточная биология. Случаи ошибочной идентификации». Наука . 315 (5814): 928–931. дои : 10.1126/science.315.5814.928. PMID  17303729. S2CID  13255156.
  32. ^ Лискович М., Равид Д. (январь 2007 г.). «Пример ошибочной идентификации линий раковых клеток: клетки MCF-7/AdrR (переименованные в NCI/ADR-RES) получены из клеток карциномы яичника человека OVCAR-8». Письма о раке . 245 (1–2): 350–352. doi :10.1016/j.canlet.2006.01.013. ПМИД  16504380.
  33. ^ Маклауд Р.А., Диркс В.Г., Мацуо Ю., Кауфманн М., Мильч Х., Дрекслер Х.Г. (ноябрь 1999 г.). «Широко распространенное внутривидовое перекрестное заражение линий опухолевых клеток человека, возникающее в источнике». Международный журнал рака . 83 (4): 555–563. doi : 10.1002/(SICI)1097-0215(19991112)83:4<555::AID-IJC19>3.0.CO;2-2 . ПМИД  10508494.
  34. ^ Мастерс JR (апрель 2002 г.). «Клетки HeLa 50 лет спустя: хорошие, плохие и ужасные». Обзоры природы. Рак . 2 (4): 315–319. дои : 10.1038/nrc775. PMID  12001993. S2CID  991019.
  35. ^ аб Данэм Дж. Х., Гутмиллер П. (2008). «Занимаемся хорошей наукой: проверка подлинности клеточной линии» (PDF) . Примечания к ячейке . 22 :15–17. Архивировано из оригинала (PDF) 28 октября 2008 года . Проверено 28 октября 2008 г.
  36. ^ Брендан П. Люси, Уолтер А. Нельсон-Рис, Гровер М. Хатчинс; Генриетта Лакс, клетки HeLa и загрязнение клеточной культуры. Arch Pathol Lab Med, 1 сентября 2009 г.; 133 (9): 1463–1467. дои: https://doi.org/10.5858/133.9.1463
  37. ^ Нгуен Х.Т., Гинс М., Спитс С. (2012). «Генетическая и эпигенетическая нестабильность плюрипотентных стволовых клеток человека». Обновление репродукции человека . 19 (2): 187–205. дои : 10.1093/humupd/dms048 . ПМИД  23223511.
  38. ^ аб Лагзиэль С., Готлиб Э., Шломи Т. (декабрь 2020 г.). «Заботьтесь о своих СМИ». Природный метаболизм . 2 (12): 1369–1372. дои : 10.1038/s42255-020-00299-y. PMID  33046912. S2CID  222319735.
  39. ^ Лагзиел С., Ли В.Д., Шломи Т. (апрель 2019 г.). «Вывод о зависимости рака от метаболических генов на основе крупномасштабного генетического скрининга». БМК Биология . 17 (1): 37. дои : 10.1186/s12915-019-0654-4 . ПМК 6489231 . ПМИД  31039782. 
  40. ^ Ванде Вурде Дж., Акерманн Т., Пфетцер Н., Самптон Д., Маккей Г., Кална Г. и др. (январь 2019 г.). «Улучшение метаболической точности моделей рака с помощью физиологической среды для культивирования клеток». Достижения науки . 5 (1): eaau7314. Бибкод : 2019SciA....5.7314V. doi : 10.1126/sciadv.aau7314. ПМК 6314821 . ПМИД  30613774. 
  41. ^ Кантор Дж.Р., Абу-Ремайлех М., Канарек Н., Фрейнкман Э., Гао X, Луисен А. и др. (апрель 2017 г.). «Физиологическая среда меняет клеточный метаболизм и обнаруживает мочевую кислоту как эндогенный ингибитор UMP-синтазы». Клетка . 169 (2): 258–272.e17. дои : 10.1016/j.cell.2017.03.023. ПМЦ 5421364 . ПМИД  28388410. 
  42. ^ «Мур против Регентов Калифорнийского университета (1990) 51 C3d 120» . Online.ceb.com . Проверено 27 января 2012 г.
  43. ^ Хейфлик L (сентябрь 1998 г.). «Краткая история смертности и бессмертия культивируемых клеток». Медицинский журнал Кейо . 3. 47 (3): 174–182. дои : 10.2302/kjm.47.174 . ПМИД  9785764.
  44. ^ "Справочник по тканям Уортингтона" . Проверено 30 апреля 2013 г.
  45. ^ Цянь Л., Зальцман В.М. (2004). «Улучшение экспансии и нейрональной дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток посредством модификации поверхности культуры». Биоматериалы . 25 (7–8): 1331–1337. doi :10.1016/j.bimaterials.2003.08.013. ПМИД  14643607.
  46. ^ Магуайр Дж. (май 2016 г.). «Терапия на основе взрослых стволовых клеток и кривая хайпа». Письма ACS по медицинской химии . 7 (5): 441–443. doi : 10.1021/acsmedchemlett.6b00125. ПМЦ 4867479 . ПМИД  27190588. 
  47. ^ аб Прието Д., Апарисио Г., Сотело-Сильвейра-младший (ноябрь 2017 г.). «Анализ миграции клеток: недорогой лабораторный эксперимент для курсов клеточной биологии и биологии развития с использованием кератоцитов из чешуи рыбы». Образование в области биохимии и молекулярной биологии . 45 (6): 475–482. дои : 10.1002/bmb.21071 . ПМИД  28627731.
  48. ^ Дишер Д.Э., Джанми П., Ван Ю.Л. (ноябрь 2005 г.). «Тканевые клетки чувствуют жесткость своего субстрата и реагируют на него». Наука . 310 (5751): 1139–1143. Бибкод : 2005Sci...310.1139D. CiteSeerX 10.1.1.318.690 . дои : 10.1126/science.1116995. PMID  16293750. S2CID  9036803. 
  49. ^ Гилберт П.М., Хавенстрайт К.Л., Магнуссон К.Э., Сакко А., Леонарди Н.А., Крафт П. и др. (август 2010 г.). «Эластичность субстрата регулирует самообновление стволовых клеток скелетных мышц в культуре». Наука . 329 (5995): 1078–1081. Бибкод : 2010Sci...329.1078G. дои : 10.1126/science.1191035. ПМЦ 2929271 . ПМИД  20647425. 
  50. ^ Чоудхури Ф., Ли Ю., По Ю.К., Йокогама-Тамаки Т., Ван Н., Танака Т.С. (декабрь 2010 г.). Чжоу Цзы (ред.). «Мягкие субстраты способствуют гомогенному самообновлению эмбриональных стволовых клеток за счет подавления тяги клеточного матрикса». ПЛОС ОДИН . 5 (12): е15655. Бибкод : 2010PLoSO...515655C. дои : 10.1371/journal.pone.0015655 . ПМК 3001487 . ПМИД  21179449. 
  51. ^ Энглер А.Дж., Сен С., Суини Х.Л., Дишер Д.Э. (август 2006 г.). «Эластичность матрицы определяет спецификацию происхождения стволовых клеток». Клетка . 126 (4): 677–689. дои : 10.1016/j.cell.2006.06.044 . ПМИД  16923388.
  52. ^ Пашек М.Дж., Захир Н., Джонсон К.Р., Лакинс Дж.Н., Розенберг Г.И., Гефен А. и др. (сентябрь 2005 г.). «Напряженный гомеостаз и злокачественный фенотип». Раковая клетка . 8 (3): 241–254. дои : 10.1016/j.ccr.2005.08.010 . ПМИД  16169468.
  53. ^ Левенталь К.Р., Ю Х., Касс Л., Лакинс Дж.Н., Эгеблад М., Эрлер Дж.Т. и др. (ноябрь 2009 г.). «Сшивание матрикса ускоряет прогрессирование опухоли за счет усиления передачи сигналов интегрина». Клетка . 139 (5): 891–906. дои : 10.1016/j.cell.2009.10.027. ПМК 2788004 . ПМИД  19931152. 
  54. ^ Тилман Р.В., Коуэн С.Р., Мих Дж.Д., Корякина Ю., Джоэли Д., Слэк-Дэвис Дж.К. и др. (сентябрь 2010 г.). Хотчин Н.А. (ред.). «Жесткость матрицы регулирует рост раковых клеток и клеточный фенотип». ПЛОС ОДИН . 5 (9): е12905. Бибкод : 2010PLoSO...512905T. дои : 10.1371/journal.pone.0012905 . ПМЦ 2944843 . ПМИД  20886123. 
  55. ^ Лю Ф, Мих Дж.Д., Ши Б.С., Хо А.Т., Шариф А.С., Тагер А.М., Чумперлин DJ (август 2010 г.). «Усиление фиброза по обратной связи за счет повышения жесткости матрицы и подавления ЦОГ-2». Журнал клеточной биологии . 190 (4): 693–706. дои : 10.1083/jcb.201004082. ПМК 2928007 . ПМИД  20733059. 
  56. ^ Випфф П.Дж., Рифкин Д.Б., Мейстер Дж.Дж., Хинц Б. (декабрь 2007 г.). «Сокращение миофибробластов активирует латентный TGF-бета1 из внеклеточного матрикса». Журнал клеточной биологии . 179 (6): 1311–1323. дои : 10.1083/jcb.200704042. ПМК 2140013 . ПМИД  18086923. 
  57. ^ Джордж П.С., Хуэй Дж.Дж., Гомбос З., Маккормик М.Э., Ван А.Ю., Уэмура М. и др. (декабрь 2007 г.). «Повышенная жесткость печени крысы предшествует отложению матрикса: последствия фиброза». Американский журнал физиологии. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени . 293 (6): G1147–G1154. дои : 10.1152/ajpgi.00032.2007. PMID  17932231. S2CID  201357.
  58. ^ Ли Л, Шарма Н., Чиппада У, Цзян X, Шлосс Р., Ярмуш М.Л., Ланграна Н.А. (май 2008 г.). «Функциональная модуляция клеток гепатоцитов, происходящих из ES, посредством изменения податливости субстрата». Анналы биомедицинской инженерии . 36 (5): 865–876. дои : 10.1007/s10439-008-9458-3. PMID  18266108. S2CID  21773886.
  59. ^ Семлер Э.Дж., Ланчин П.А., Дасгупта А., Моге П.В. (февраль 2005 г.). «Инженерия гепатоцеллюлярного морфогенеза и функции с помощью лиганд-презентирующих гидрогелей с градуированной механической податливостью». Биотехнология и биоинженерия . 89 (3): 296–307. дои : 10.1002/бит.20328. ПМИД  15744840.
  60. ^ Фридланд Дж.К., Ли М.Х., Беттигер Д. (январь 2009 г.). «Механически активируемый переключатель интегрина контролирует функцию альфа5бета1». Наука . 323 (5914): 642–644. Бибкод : 2009Sci...323..642F. дои : 10.1126/science.1168441. PMID  19179533. S2CID  206517419.
  61. ^ Чан CE, Odde DJ (декабрь 2008 г.). «Динамика тяги филоподий на податливых субстратах». Наука . 322 (5908): 1687–1691. Бибкод : 2008Sci...322.1687C. дои : 10.1126/science.1163595. PMID  19074349. S2CID  28568350.
  62. ^ Дюпон С., Морсут Л., Арагона М., Энцо Э., Джулитти С., Корденонси М. и др. (июнь 2011 г.). «Роль ЯП/ТАЗ в механотрансдукции». Природа . 474 (7350): 179–183. дои : 10.1038/nature10137. hdl : 11380/673649 . PMID  21654799. S2CID  205225137.
  63. ^ «Открытие лекарств@nature.com». Nature.com . Проверено 26 марта 2013 г.
  64. ^ Дуэлл Б.Л., Криппс А.В., Шембри М.А., Улетт Г.К. (2011). «Модели совместной культуры эпителиальных клеток для изучения инфекционных заболеваний: преимущества и ограничения». Журнал биомедицины и биотехнологии . 2011 : 852419. doi : 10.1155/2011/852419 . ПМЦ 3189631 . ПМИД  22007147. 
  65. ^ Баррила Дж., Радтке А.Л., Краббе А., Саркер С.Ф., Хербст-Краловец М.М., Отт К.М., Никерсон Калифорния (ноябрь 2010 г.). «Органотипические трехмерные модели клеточных культур: использование сосуда с вращающейся стенкой для изучения взаимодействия хозяина и патогена». Обзоры природы. Микробиология . 8 (11): 791–801. дои : 10.1038/nrmicro2423 . PMID  20948552. S2CID  6925183.
  66. ^ Мапанао АК, Волиани V (июнь 2020 г.). «Трехмерные модели опухолей: содействие прорывам в трансляционных исследованиях нанотераностики». Прикладные материалы сегодня . 19 : 100552. doi : 10.1016/j.apmt.2019.100552. S2CID  213634060.
  67. ^ Кассано Д., Санти М., Д'Аутилия Ф, Мапанао АК, Луин С., Волиани В. (2019). «Фототермический эффект с помощью выделяемых сверхмалых наноархитектур, реагирующих на БИК-диапазон». Горизонты материалов . 6 (3): 531–537. дои : 10.1039/C9MH00096H . ISSN  2051-6347.
  68. ^ Эдмондсон Р., Брогли Дж. Дж., Адкок А. Ф., Ян Л. (май 2014 г.). «Трехмерные системы клеточных культур и их применение в разработке лекарств и клеточных биосенсорах». Технологии анализа и разработки лекарств . 12 (4): 207–218. дои : 10.1089/adt.2014.573. ПМК 4026212 . ПМИД  24831787. 
  69. ^ Бхаттачарья М., Малинен М.М., Лорен П., Лу Ю.Р., Куисма С.В., Каннинен Л. и др. (декабрь 2012 г.). «Гидрогель нанофибриллярной целлюлозы способствует развитию трехмерной культуры клеток печени». Журнал контролируемого выпуска . 164 (3): 291–298. дои : 10.1016/j.jconrel.2012.06.039 . ПМИД  22776290.
  70. ^ ДеРоса MC, Монреаль С, Шнитцер М, Уолш Р, Султан Ю (февраль 2010 г.). «Нанотехнологии в удобрениях». Природные нанотехнологии . 5 (2): 91. Бибкод : 2010НатНа...5...91Д. дои : 10.1038/nnano.2010.2 . ПМИД  20130583.
  71. ^ Сяо А.Ю., Тунг Ю.К., Цюй X, Патель Л.Р., Пиента К.Дж., Такаяма С. (май 2012 г.). «384 подвесных массива капель обеспечивают превосходные Z-факторы и позволяют универсально формировать сфероиды для совместной культуры». Биотехнология и биоинженерия . 109 (5): 1293–1304. дои : 10.1002/бит.24399. ПМК 3306496 . ПМИД  22161651. 
  72. ^ Мапанао АК, Санти М, Фарачи П, Каппелло В, Кассано Д, Волиани В (сентябрь 2018 г.). «Эндогенно запускаемые сверхмалые в наноархитектуре: оценка нацеливания на трехмерные сфероиды карциномы поджелудочной железы». АСУ Омега . 3 (9): 11796–11801. дои : 10.1021/acsomega.8b01719. ПМК 6173554 . ПМИД  30320273. 
  73. ^ Гош С., Борш А., Гош С., Заволан М. (апрель 2021 г.). «Транскрипционный ландшафт линии клеток гепатомы, выращенной на каркасах белков внеклеточного матрикса». БМК Геномика . 22 (1): 238. дои : 10.1186/s12864-021-07532-2 . ПМК 8025518 . ПМИД  33823809. 
  74. ^ Фонтура Х.К., Виззер С., Дос Сантос Ф.Г., Лигабуэ Р.А., Вайнлих Р., Пуга Р.Д. и др. (февраль 2020 г.). «Сравнение 2D и 3D моделей клеточных культур на предмет роста клеток, экспрессии генов и устойчивости к лекарствам». Материаловедение и инженерия. C. Материалы для биологических применений . 107 : 110264. doi : 10.1016/j.msec.2019.110264. hdl : 10923/20413 . PMID  31761183. S2CID  208277016.
  75. ^ Хабанджар О, Диаб-Ассаф М, Калдефи-Чезет Ф, Делорт Л (ноябрь 2021 г.). «3D-системы культивирования клеток: применение в опухолях, преимущества и недостатки». Международный журнал молекулярных наук . 22 (22): 12200. дои : 10.3390/ijms222212200 . ПМЦ 8618305 . ПМИД  34830082. 
  76. ^ Тиббит М.В., Ансет К.С. (июль 2009 г.). «Гидрогели как имитаторы внеклеточного матрикса для 3D-культуры клеток». Биотехнология и биоинженерия . 103 (4): 655–663. дои : 10.1002/bit.22361. ПМЦ 2997742 . ПМИД  19472329. 
  77. ^ «Создана вакцина против птичьего гриппа Quickie» . Проводной . Рейтер. 26 января 2006 г. Проверено 31 января 2010 г.
  78. ^ Гао В., Солофф AC, Лу X, Монтекальво А., Нгуен округ Колумбия, Мацуока Ю. и др. (февраль 2006 г.). «Защита мышей и домашней птицы от летального вируса птичьего гриппа H5N1 посредством иммунизации на основе аденовируса». Журнал вирусологии . 80 (4): 1959–1964. doi :10.1128/JVI.80.4.1959-1964.2006. ПМЦ 1367171 . ПМИД  16439551. 
  79. ^ «NIAID использует Chiron для разработки вакцины против птичьего гриппа H9N2» . Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний (НИАИД) . 17 августа 2004 года . Проверено 31 января 2010 г.
  80. ^ Мики, Ясухиро; Оно, Кацухико; Хата, Сюко; Сузуки, Такаши; Кумамото, Хироюки; Сасано, Хиронобу (сентябрь 2012 г.). «Преимущества совместного культивирования перед культурой моноклеток при моделировании среды in vivo». Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 131 (3–5): 68–75. дои : 10.1016/j.jsbmb.2011.12.004. ISSN  0960-0760. PMID  22265957. S2CID  19646957.
  81. ^ Пашос, Николаос К.; Браун, Венди Э.; Эшварамурти, Раджалакшманан; Ху, Джерри С.; Афанасиу, Кириакос А. (3 февраля 2014 г.). «Достижения в тканевой инженерии посредством совместной культуры стволовых клеток». Журнал тканевой инженерии и регенеративной медицины . 9 (5): 488–503. дои : 10.1002/терм.1870 . ISSN  1932-6254. PMID  24493315. S2CID  1991776.
  82. ^ Диттрих, Петра С.; Манц, Андреас (март 2006 г.). «Лаборатория на чипе: микрофлюидика в открытии лекарств». Nature Reviews Открытие лекарств . 5 (3): 210–218. дои : 10.1038/nrd1985. ISSN  1474-1784. PMID  16518374. S2CID  35904402.
  83. ^ Террелл, Джон А.; Джонс, Кертис Г.; Кабандана, Гирасо Кеза Мония; Чен, Чэнпэн (2020). «От клеток на чипе к органам на чипе: строительные материалы для трехмерной культуры клеток в микрофлюидике». Журнал химии материалов Б. 8 (31): 6667–6685. дои : 10.1039/D0TB00718H. hdl : 11603/21825 . PMID  32567628. S2CID  219972841.
  84. ^ Ву, Цируй; Лю, Цзиньфэн; Ван, Сяохун; Фэн, Линъянь; Ву, Джинбо; Чжу, Сяоли; Вэнь, Вейцзя; Гун, Сюцин (12 февраля 2020 г.). «Орган-на-чипе: последние достижения и перспективы». Биомедицинская инженерия онлайн . 19 (1): 9. дои : 10.1186/s12938-020-0752-0 . ISSN  1475-925Х. ПМК 7017614 . ПМИД  32050989. 
  85. ^ Люнг, Чак Мин; де Хаан, Пим; Рональдсон-Бушар, Кейси; Ким, Ге-А; Ко, Джихун; Ро, Хун Сок; Чен, Чжу; Хабибович, Памела; Чон, Ну Ли; Такаяма, Шуичи; Шулер, Майкл Л.; Вуньяк-Новакович, Гордана; Фрей, Оливье; Верпорте, Элизабет; То, И-Чин (12 мая 2022 г.). «Путеводитель по органу-на-чипе». Учебники по методам Nature Reviews . 2 (1): 1–29. дои : 10.1038/s43586-022-00118-6 . ISSN  2662-8449. S2CID  248756548.
  86. ^ Ма, Чао; Пэн, Яньсун; Ли, Хунтун; Чен, Вэйцян (февраль 2021 г.). «Орган на чипе: новая парадигма разработки лекарств». Тенденции в фармакологических науках . 42 (2): 119–133. doi :10.1016/j.tips.2020.11.009. ПМК 7990030 . ПМИД  33341248. 
  87. ^ Рапанан Дж.Л., Купер К.Э., Лейва К.Дж., Халл Э.Э. (август 2014 г.). «Коллективная миграция клеток первичных кератоцитов рыбок данио». Экспериментальные исследования клеток . 326 (1): 155–165. doi :10.1016/j.yexcr.2014.06.011. ПМИД  24973510.
  88. ^ Ли Дж., Джейкобсон К. (ноябрь 1997 г.). «Состав и динамика адгезии клеток с субстратом в движущихся кератоцитах рыб». Журнал клеточной науки . 110 (22): 2833–2844. дои : 10.1242/jcs.110.22.2833. ПМИД  9427291.
  89. ^ Drugmand JC, Шнайдер YJ, Агатос С.Н. (2012). «Клетки насекомых как фабрики по биопроизводству». Достижения биотехнологии . 30 (5): 1140–1157. doi :10.1016/j.biotechadv.2011.09.014. ПМИД  21983546.
  90. ^ Хант П., Робертсон Д., Вайс Д., Ренник Д., Ли Ф., Витте О.Н. (март 1987 г.). «Один тип стромальных клеток, полученных из костного мозга, поддерживает рост in vitro ранних лимфоидных и миелоидных клеток». Клетка . 48 (6): 997–1007. дои : 10.1016/0092-8674(87)90708-2. PMID  2435412. S2CID  31499611.
  91. ^ ван ден Берг-Баккер Калифорния, Хагемейер А., Франкен-Постма Э.М., Смит В.Т., Куппен П.Дж., ван Равенсвай Клаасен Х.Х. и др. (февраль 1993 г.). «Создание и характеристика 7 клеточных линий карциномы яичника и одной клеточной линии гранулезной опухоли: особенности роста и цитогенетика». Международный журнал рака . 53 (4): 613–620. doi : 10.1002/ijc.2910530415. PMID  8436435. S2CID  6182244.
  92. ^ Ли Ю.Г., Коренчук С., Лер Дж., Уитни С., Вессела Р., Пиента К.Дж. (2001). «Создание и характеристика новой линии клеток рака простаты человека: DuCaP». В Виво . 15 (2): 157–162. ПМИД  11317521.
  93. ^ Оу Д, Митчелл Л.А., Декари Д., Тингл ЭйДжей, Непом GT (март 1998 г.). «Беспорядочное распознавание Т-клетками эпитопа капсидного белка краснухи, ограниченного молекулами DRB1 * 0403 и DRB1 * 0901, имеющими супертип HLA DR». Иммунология человека . 59 (3): 149–157. дои : 10.1016/S0198-8859(98)00006-8. ПМИД  9548074.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки