stringtranslate.com

Культура клеток

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

Культура клеток или тканей — это процесс, при котором клетки выращиваются в контролируемых условиях, как правило, за пределами их естественной среды. После того, как интересующие клетки были выделены из живой ткани , их можно впоследствии поддерживать в тщательно контролируемых условиях. Их необходимо содержать при температуре тела (37 °C) в инкубаторе. [1] Эти условия различаются для каждого типа клеток, но, как правило, состоят из подходящего сосуда с субстратом или богатой средой , которая поставляет необходимые питательные вещества ( аминокислоты , углеводы , витамины , минералы ), факторы роста , гормоны и газы ( CO2 , O2 ) и регулирует физико-химическую среду ( буфер pH , осмотическое давление , температура ) . Большинству клеток требуется поверхность или искусственный субстрат для формирования адгезивной культуры в виде монослоя (толщиной в одну клетку), тогда как другие можно выращивать свободно плавающими в среде в качестве суспензионной культуры . [2] Обычно это облегчается с помощью жидкой, полутвердой или твердой среды для роста , такой как бульон или агар . Под культурой тканей обычно понимают культуру клеток и тканей животных, а для растений используется более конкретный термин « культура растительных тканей ». Продолжительность жизни большинства клеток генетически определена, но некоторые клетки клеточной культуры были «преобразованы» в бессмертные клетки, которые будут размножаться бесконечно, если будут созданы оптимальные условия.

На практике термин «культура клеток» теперь относится к культивированию клеток, полученных из многоклеточных эукариот , особенно животных клеток, в отличие от других типов культуры, которые также выращивают клетки, таких как культура растительных тканей , культура грибов и микробиологическая культура ( микробов ). Историческое развитие и методы культивирования клеток тесно взаимосвязаны с таковыми в культуре тканей и органной культуре . Вирусная культура также связана с клетками в качестве хозяев вирусов.

Лабораторная техника поддержания живых клеточных линий (популяции клеток, произошедших от одной клетки и содержащих одинаковый генетический состав), отделенных от их исходного источника ткани, стала более надежной в середине 20-го века. [ 3 ] [4]

История

Английский физиолог XIX века Сидней Рингер разработал солевые растворы, содержащие хлориды натрия, калия, кальция и магния, подходящие для поддержания биения изолированного сердца животного вне тела. [5] В 1885 году Вильгельм Ру удалил часть мозговой пластинки эмбриона цыпленка и поддерживал ее в теплом солевом растворе в течение нескольких дней, установив основной принцип культивирования тканей. В 1907 году зоолог Росс Грэнвилл Харрисон продемонстрировал рост эмбриональных клеток лягушки, которые давали начало нервным клеткам в среде свернувшейся лимфы . В 1913 году Э. Стейнхардт, К. Израэли и Р. А. Ламберт вырастили вирус коровьей оспы во фрагментах роговичной ткани морской свинки. [6] В 1996 году впервые регенеративная ткань была использована для замены небольшого участка уретры, что привело к пониманию того, что метод получения образцов ткани, выращивания ее вне тела без каркаса и повторного применения может быть использован только для небольших расстояний 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 культивирования тканей . [10]

Готтлиб Хаберландт первым указал на возможности культуры изолированных тканей, культуры растительных тканей . [11] Он предположил, что потенциальные возможности отдельных клеток через культуру тканей, а также взаимное влияние тканей друг на друга могут быть определены этим методом. После первоначальных утверждений Хаберландта были реализованы методы культивирования тканей и клеток, что привело к значительным открытиям в биологии и медицине. Он представил свою оригинальную идею тотипотенциальности в 1902 году, заявив, что «Теоретически все растительные клетки способны дать начало полноценному растению». [12] [13] [14] Термин «культура тканей » был придуман американским патологом Монтроузом Томасом Берроузом . [15]

Методы культивирования клеток были значительно усовершенствованы в 1940-х и 1950-х годах для поддержки исследований в области вирусологии . Выращивание вирусов в клеточных культурах позволило подготовить очищенные вирусы для производства 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 в области культивирования клеток Джона Франклина Эндерса , Томаса Хакла Уэллера и Фредерика Чепмена Роббинса , которые были удостоены Нобелевской премии за открытие метода выращивания вируса в культурах клеток почек обезьян . Культура клеток внесла вклад в разработку вакцин от многих заболеваний. [1]

Современное использование

Культивированные клетки, растущие в питательной среде

В современном использовании «культура ткани» обычно относится к росту клеток из ткани многоклеточного организма in vitro . Эти клетки могут быть клетками, выделенными из организма-донора ( первичные клетки ) или бессмертной клеточной линией . Клетки купаются в культуральной среде, которая содержит основные питательные вещества и источники энергии, необходимые для выживания клеток. [16] Таким образом, в более широком смысле «культура ткани» часто используется взаимозаменяемо с «культурой клеток». С другой стороны, строгое значение «культуры ткани» относится к культивированию кусочков ткани, т. е. культуре эксплантатов .

Культура тканей является важным инструментом для изучения биологии клеток многоклеточных организмов. Она обеспечивает in vitro модель ткани в четко определенной среде, которой можно легко манипулировать и анализировать. В культуре тканей животных клетки могут выращиваться в виде двумерных монослоев (обычная культура) или внутри волокнистых каркасов или гелей для достижения более натуралистичных трехмерных тканеподобных структур (3D-культура). Эрик Саймон в отчете по гранту NIH SBIR 1988 года показал, что электропрядение может использоваться для производства нано- и субмикронных полимерных волокнистых каркасов, специально предназначенных для использования в качестве субстратов клеток и тканей in vitro . Это раннее использование электропрядильных волокнистых решеток для клеточной культуры и тканевой инженерии показало, что различные типы клеток будут прилипать к поликарбонатным волокнам и размножаться на них. Было отмечено, что в отличие от уплощенной морфологии, обычно наблюдаемой в двумерной культуре, клетки, выращенные на электропрядильных волокнах, демонстрируют более округлую трехмерную морфологию, обычно наблюдаемую в тканях in vivo . [17]

В частности, культура растительной ткани занимается выращиванием целых растений из небольших кусочков растительной ткани, культивируемых в среде. [18]

Концепции в культуре клеток млекопитающих

Изоляция клеток

Клетки могут быть выделены из тканей для культивирования ex vivo несколькими способами. Клетки могут быть легко очищены от крови; однако только белые клетки способны расти в культуре. Клетки могут быть выделены из твердых тканей путем переваривания внеклеточного матрикса с использованием таких ферментов , как коллагеназа , трипсин или проназа , перед перемешиванием ткани для высвобождения клеток в суспензию. [19] [20] В качестве альтернативы, кусочки ткани могут быть помещены в питательную среду , и вырастающие клетки доступны для культивирования. Этот метод известен как культура эксплантатов .

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

Установленная или бессмертная клеточная линия приобрела способность размножаться неограниченно 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 прекращают делиться после определенного числа удвоений популяции, в целом сохраняя при этом свою жизнеспособность (это называется пределом Хейфлика ).

Бутылка среды для культивирования клеток DMEM

Помимо температуры и газовой смеси, наиболее часто изменяемым фактором в системах культивирования является среда для роста клеток . Рецепты сред для роста могут различаться по pH , концентрации глюкозы, факторам роста и наличию других питательных веществ. Факторы роста, используемые для дополнения сред, часто получают из сыворотки крови животных, такой как сыворотка плода крупного рогатого скота (FBS), сыворотка быка, сыворотка лошади и свиная сыворотка. Одним из осложнений этих ингредиентов, полученных из крови, является возможность заражения культуры вирусами или прионами , особенно в медицинских биотехнологических приложениях. Текущая практика заключается в минимизации или исключении использования этих ингредиентов, где это возможно, и использовании лизата тромбоцитов человека (hPL). [21] Это устраняет беспокойство о межвидовом загрязнении при использовании FBS с человеческими клетками. hPL стал безопасной и надежной альтернативой в качестве прямой замены FBS или другой животной сыворотки. Кроме того, химически определенные среды могут использоваться для устранения любых следов сыворотки (человеческой или животной), но это не всегда можно сделать с разными типами клеток. Альтернативные стратегии включают получение крови животных из стран с минимальным риском губчатой ​​энцефалопатии крупного рогатого скота (ГЭКРС) / туберкулёзной энцефалопатии крупного рогатого скота (ТГЭКРС) , таких как США, Австралия и Новая Зеландия [22] , а также использование очищенных питательных концентратов, полученных из сыворотки, вместо цельной сыворотки животных для культивирования клеток. [23]

Плотность посева (количество клеток на объем питательной среды) играет решающую роль для некоторых типов клеток. Например, более низкая плотность посева заставляет гранулезные клетки проявлять продукцию эстрогена, в то время как более высокая плотность посева заставляет их выглядеть как прогестерон -продуцирующие текалютеиновые клетки . [24]

Клетки можно выращивать либо в суспензионных , либо в адгезивных культурах . [25] Некоторые клетки естественным образом живут в суспензии, не будучи прикрепленными к поверхности, например, клетки, которые существуют в кровотоке. Существуют также клеточные линии, которые были модифицированы для того, чтобы иметь возможность выживать в суспензионных культурах, чтобы их можно было выращивать до более высокой плотности, чем позволяют адгезивные условия. Адгезивным клеткам требуется поверхность, например, пластик для тканевой культуры или микроноситель , который может быть покрыт компонентами внеклеточного матрикса (такими как коллаген и ламинин) для повышения адгезионных свойств и предоставления других сигналов, необходимых для роста и дифференциации. Большинство клеток, полученных из твердых тканей, являются адгезивными. Другим типом адгезивной культуры является органотипическая культура , которая включает выращивание клеток в трехмерной (3-D) среде, в отличие от двумерных культуральных чашек. Эта трехмерная культуральная система биохимически и физиологически более похожа на ткань in vivo , но ее технически сложно поддерживать из-за многих факторов (например, диффузии). [26]

Базальная среда для клеточной культуры

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

Компоненты сред для культивирования клеток

Типичные условия роста

Перекрестное загрязнение клеточных линий

Перекрестное загрязнение клеточных линий может быть проблемой для ученых, работающих с культивируемыми клетками. [27] Исследования показывают, что в 15–20% случаев клетки, используемые в экспериментах, были неправильно 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 обычно используются для исследований по скринингу лекарственных препаратов. [31] [32] Основные репозитории клеточных линий, включая Американскую коллекцию типовых культур (ATCC), Европейскую коллекцию клеточных культур (ECACC) и Немецкую коллекцию микроорганизмов и клеточных культур (DSMZ), получили от исследователей заявки на клеточные линии, которые были ими неправильно идентифицированы. [31] [33] Такое загрязнение создает проблему для качества исследований, проводимых с использованием линий клеточных культур, и основные репозитории теперь аутентифицируют все заявки на клеточные линии. [34] ATCC использует ДНК-дактилоскопию 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 раннем этапе, чтобы установить идентичность клеточной линии. Аутентификацию следует повторять перед замораживанием запасов клеточных линий, каждые два месяца во время активного культивирования и перед любой публикацией исследовательских данных, полученных с использованием клеточных линий. Для идентификации клеточных линий используются многие методы, включая изоферментный анализ, типирование человеческого лимфоцитарного антигена (HLA), хромосомный анализ, кариотипирование, морфологию и анализ STR . [35]

Одним из значительных перекрестных загрязнений клеточных линий является бессмертная клеточная линия HeLa . Загрязнение HeLa было впервые отмечено в начале 1960-х годов в нечеловеческой культуре в США. Внутривидовое загрязнение было обнаружено в девятнадцати клеточных линиях в семидесятых годах. В 1974 году было обнаружено, что пять линий человеческих клеток из Советского Союза были HeLa. Последующее исследование, анализирующее более 50 клеточных линий, показало, что половина имела маркеры HeLa, но загрязняющий HeLa гибридизовался с исходными клеточными линиями. Сообщалось о загрязнении клеток HeLa из воздушных капель . HeLa даже был неосознанно введен людям Джонасом Солком в ходе испытания вакцины в 1978 году. [36]

Другие технические проблемы

Поскольку клетки в целом продолжают делиться в культуре, они обычно растут, чтобы заполнить доступную область или объем. Это может вызвать несколько проблем:

Выбор питательной среды может повлиять на физиологическую значимость результатов экспериментов с клеточными культурами из-за различий в составе и концентрации питательных веществ. [38] Систематическое смещение в сгенерированных наборах данных было недавно показано для скрининга генов CRISPR и RNAi , [39] и для метаболического профилирования линий раковых клеток . [38] Использование питательной среды , которая лучше отражает физиологические уровни питательных веществ, может улучшить физиологическую значимость исследований in vitro , и недавно были разработаны такие типы сред, как Plasmax [40] и среда, подобная человеческой плазме (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 культивирования тканей, которые основаны на асептической технике . Асептическая техника направлена ​​на предотвращение загрязнения бактериями, дрожжами или другими клеточными линиями. Манипуляции обычно проводятся в боксе биологической безопасности или ламинарном боксе, чтобы исключить попадание загрязняющих микроорганизмов. Антибиотики (например, пенициллин и стрептомицин ) и противогрибковые препараты (например, амфотерицин В и раствор антибиотика-антимикотика ) также могут быть добавлены в питательную среду.

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

Изменения в СМИ

В случае адгезивных культур среда может быть удалена непосредственно путем аспирации, а затем заменена. Смена среды в неадгезивных культурах включает центрифугирование культуры и ресуспендирование клеток в свежей среде.

Пассирующие клетки

Пассирование (также известное как субкультура или разделение клеток) подразумевает перенос небольшого количества клеток в новый сосуд. Клетки можно культивировать в течение более длительного времени, если их регулярно разделять, так как это позволяет избежать старения, связанного с длительной высокой плотностью клеток. Суспензионные культуры легко пассируются с небольшим количеством культуры, содержащей несколько клеток, разведенных в большем объеме свежей среды. Для адгезивных культур клетки сначала необходимо отсоединить; это обычно делается с помощью смеси трипсина - ЭДТА ; однако в настоящее время для этой цели доступны другие смеси ферментов. Затем небольшое количество отсоединенных клеток можно использовать для засевания новой культуры. Некоторые клеточные культуры, такие как клетки RAW, механически соскабливаются с поверхности их сосуда резиновыми скребками.

Трансфекция и трансдукция

Другой распространенный метод манипуляции клетками включает введение чужеродной ДНК путем трансфекции . Это часто выполняется для того, чтобы заставить клетки экспрессировать интересующий ген . Совсем недавно трансфекция конструкций РНК-интерференции была реализована как удобный механизм подавления экспрессии определенного гена/белка. ДНК также может быть введена в клетки с помощью вирусов, методами, называемыми трансдукцией , инфекцией или трансформацией . Вирусы, как паразитические агенты, хорошо подходят для введения ДНК в клетки, поскольку это является частью их нормального хода размножения.

Установленные линии клеток человека

Культивированные клетки HeLa были окрашены красителем Hoechst , в результате чего их ядра стали синими. Это одна из самых ранних линий человеческих клеток, произошедших от Генриетты Лакс , умершей от рака шейки матки, от которого произошли эти клетки.

Клеточные линии, которые происходят от людей, были несколько спорными в биоэтике , поскольку они могут пережить свой родительский организм и позже использоваться для открытия прибыльных медицинских методов лечения. В новаторском решении в этой области Верховный суд Калифорнии постановил в деле Мур против Регентов Калифорнийского университета , что пациенты-люди не имеют права собственности на клеточные линии, полученные из органов, удаленных с их согласия. [42]

Можно слить нормальные клетки с бессмертной клеточной линией . Этот метод используется для получения моноклональных антител . Вкратце, лимфоциты, выделенные из селезенки (или, возможно, крови) иммунизированного животного, объединяются с бессмертной клеточной линией миеломы (линия В-клеток) для получения гибридомы , которая имеет специфичность антител первичного лимфоцита и бессмертие миеломы. Селективная питательная среда (HA или HAT) используется для отбора против не слитых миеломных клеток; первичные лимфоциты быстро погибают в культуре, и выживают только слитые клетки. Их проверяют на выработку требуемых антител, как правило, в пулах для начала, а затем после одиночного клонирования.

Штаммы клеток

Клеточный штамм получается либо из первичной культуры, либо из клеточной линии путем отбора или клонирования клеток, имеющих определенные свойства или характеристики, которые должны быть определены. Клеточные штаммы — это клетки, которые были адаптированы к культуре, но, в отличие от клеточных линий, имеют конечный потенциал деления. Неиммортализованные клетки прекращают делиться после 40–60 удвоений популяции [43] , и после этого они теряют способность к пролиферации (генетически обусловленное событие, известное как старение). [44]

Применение клеточной культуры

Массовая культура линий клеток животных имеет основополагающее значение для производства вирусных вакцин и других продуктов биотехнологии. Культура стволовых клеток человека используется для увеличения числа клеток и дифференциации клеток в различные типы соматических клеток для трансплантации. [45] Культура стволовых клеток также используется для сбора молекул и экзосом, которые стволовые клетки выделяют в целях терапевтической разработки. [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 агенты . Хотя многие более простые белки могут быть получены с использованием рДНК в бактериальных культурах, более сложные белки, которые гликозилированы (модифицированы углеводами), в настоящее время должны быть получены 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, использование отдельных эмбриональных клеток и соматических эмбрионов в качестве источника для прямого переноса генов посредством бомбардировки частицами, транзитной экспрессии генов и наблюдения с помощью конфокальной микроскопии является одним из его применений. Он также позволяет подтвердить одноклеточное происхождение соматических эмбрионов и асимметрию первого деления клеток, которое запускает процесс.

Культивирование клеток также является ключевым методом клеточного сельского хозяйства , которое направлено на предоставление как новых продуктов, так и новых способов производства существующих сельскохозяйственных продуктов, таких как молоко, (культивированное) мясо , ароматизаторы и рог носорога из клеток и микроорганизмов. Поэтому оно считается одним из средств достижения сельского хозяйства без животных . Оно также является центральным инструментом для обучения клеточной биологии. [47]

Клеточная культура в двух измерениях

Исследования в области тканевой инженерии , стволовых клеток и молекулярной биологии в первую очередь включают в себя культуры клеток на плоских пластиковых чашках. Эта техника известна как двумерная (2D) клеточная культура и была впервые разработана Вильгельмом Ру , который в 1885 году удалил часть мозговой пластинки эмбриона цыпленка и поддерживал ее в теплом солевом растворе в течение нескольких дней на плоской стеклянной пластине. Благодаря прогрессу полимерной технологии возникла сегодняшняя стандартная пластиковая чашка для 2D клеточной культуры, обычно известная как чашка Петри . Юлиус Рихард Петри , немецкий бактериолог , как правило, приписывают это изобретение, когда он работал помощником Роберта Коха . Различные исследователи сегодня также используют лабораторные колбы для культивирования , конические колбы и даже одноразовые пакеты, подобные тем, которые используются в одноразовых биореакторах .

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

Клеточная культура в трех измерениях

Клеточная культура в трех измерениях была разрекламирована как «Новое измерение биологии». [63] В настоящее время практика клеточной культуры по-прежнему основана на различных комбинациях одиночных или множественных клеточных структур в 2D. [64] В настоящее время наблюдается рост использования 3D-клеточных культур в таких областях исследований, как открытие лекарств , биология рака, регенеративная медицина , оценка наноматериалов и фундаментальные исследования в области естественных наук . [65] [66] [67] 3D-клеточные культуры можно выращивать с использованием каркаса или матрицы, или без каркаса. Культуры на основе каркаса используют бесклеточную 3D-матрицу или жидкую матрицу. Методы без каркаса обычно генерируются в суспензиях. [68] Существует множество платформ, используемых для облегчения роста трехмерных клеточных структур, включая системы каркасов, 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] пластины с висячей каплей, [71] [72] и вращающаяся клеточная культура. Культивирование клеток в 3D приводит к широкому изменению сигнатур экспрессии генов и частично имитирует ткани в физиологических состояниях. [73] Модель 3D-клеточной культуры показала рост клеток, аналогичный росту in vivo, чем монослойная культура, и все три культуры были способны поддерживать рост клеток. [74] Поскольку 3D-культивирование было разработано, оно, как оказалось, имеет большой потенциал для проектирования моделей опухолей и исследования злокачественной трансформации и метастазов, 3D-культуры могут предоставить преувеличенный инструмент для понимания изменений, взаимодействий и клеточной сигнализации. [75]

3D-культура клеток в каркасах

Эрик Саймон в отчете о гранте NIH SBIR 1988 года показал, что электропрядение может быть использовано для производства нано- и субмикронных полистирольных и поликарбонатных волокнистых каркасов, специально предназначенных для использования в качестве клеточных субстратов in vitro . Это раннее использование электропрядильных 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 прилипать к поликарбонатным волокнам и размножаться на них. Было отмечено, что в отличие от уплощенной морфологии, обычно наблюдаемой в 2D-культуре, клетки, выращенные на электропрядильных волокнах, демонстрируют более гистотипическую округлую 3-мерную морфологию, обычно наблюдаемую in vivo . [17]

3D-культура клеток в гидрогелях

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

3D-культивирование клеток с помощью магнитной левитации

Метод 3D-клеточного культивирования с помощью магнитной левитации (MLM) представляет собой применение выращивания 3D-ткани путем индукции клеток, обработанных магнитными сборками наночастиц, в пространственно-переменных магнитных полях с использованием неодимовых магнитных драйверов и стимулирования взаимодействия клеток путем левитации клеток до поверхности раздела воздух/жидкость стандартной чашки Петри. Сборки магнитных наночастиц состоят из магнитных наночастиц оксида железа, золотых наночастиц и полимера полилизина. 3D-клеточное культивирование масштабируемо, с возможностью культивирования от 500 клеток до миллионов клеток или от одной чашки до высокопроизводительных систем малого объема.

Культура тканей и инженерия

Культура клеток является фундаментальным компонентом культуры тканей и тканевой инженерии , поскольку она устанавливает основы выращивания и поддержания клеток in vitro . Основное применение культуры человеческих клеток — в индустрии стволовых клеток, где мезенхимальные стволовые клетки можно культивировать и криоконсервировать для будущего использования. Тканевая инженерия потенциально предлагает кардинальные улучшения в области недорогой медицинской помощи для сотен тысяч пациентов ежегодно.

Вакцина

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

Совместное культивирование клеток

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

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

Метод совместного культивирования используется в тканевой инженерии для создания тканей с несколькими клетками, взаимодействующими напрямую. [81]

Схематическое изображение 2D-культуры, 3D-культуры, органа-на-чипе и исследования in vivo

Клеточная культура в микрофлюидном устройстве

Микрофлюидная техника — это разработанные системы, которые могут выполнять процесс в потоке, который обычно находится в масштабе микрона. Микрофлюидные чипы также известны как Lab-on-a-chip, и они способны иметь непрерывные процедуры и этапы реакции с запасным количеством реагентов и пространства. Такие системы позволяют идентифицировать и изолировать отдельные клетки и молекулы при сочетании с соответствующими биологическими анализами и высокочувствительными методами обнаружения. [82] [83]

Орган-на-чипе

Системы OoC имитируют и контролируют микросреду клеток, выращивая ткани в микрофлюидике. Объединяя тканевую инженерию, изготовление биоматериалов и клеточную биологию, она дает возможность создания биомиметической модели для изучения заболеваний человека в лабораторных условиях. В последние годы наука о 3D-культуре клеток достигла значительного прогресса, что привело к разработке OoC. OoC рассматривается как доклинический шаг, который приносит пользу фармацевтическим исследованиям, разработке лекарств и моделированию заболеваний. [84] [85] OoC является важной технологией, которая может преодолеть разрыв между испытаниями на животных и клиническими исследованиями, а также благодаря достижениям, достигнутым наукой, может заменить исследования in vivo для доставки лекарств и патофизиологические исследования. [86]

Культура клеток не млекопитающих

Помимо культивирования хорошо известных бессмертных клеточных линий, клетки из первичных эксплантатов множества организмов можно культивировать в течение ограниченного периода времени до наступления старения (см. предел Хейфлика). Культивируемые первичные клетки широко использовались в исследованиях, как в случае с кератоцитами рыб в исследованиях миграции клеток. [87] [47] [88]

Методы культивирования растительных клеток

Культуры растительных клеток обычно выращиваются как культуры суспензии клеток в жидкой среде или как культуры каллуса на твердой среде. Культивирование недифференцированных растительных клеток и каллюсов требует надлежащего баланса гормонов роста растений ауксина и цитокинина . [ необходима цитата ]

Культура клеток насекомых

Клетки, полученные от Drosophila melanogaster (в первую очередь, клетки Schneider 2 ), можно использовать для экспериментов, которые трудно проводить на живых мухах или личинках, например, для биохимических исследований или исследований с использованием siRNA . Клеточные линии, полученные от гусеницы Spodoptera frugiperda , включая Sf9 и Sf21 , и от капустной пяденицы 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, в то время как крупномасштабные культуры выращивают с использованием клеток, суспендированных в питательном бульоне. [ необходима ссылка ]

Методы вирусной культуры

Культура вирусов требует культуры клеток млекопитающих, растений, грибков или бактерий 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 вирусная репликация могут привести к лизису клетки-хозяина и образованию вирусной бляшки . [ необходима цитата ]

Обычные клеточные линии

Линии человеческих клеток
Линии клеток животных
Линии мышиных клеток
Линии опухолевых клеток крысы
Линии растительных клеток
Другие виды клеточных линий

Список клеточных линий

Смотрите также

Ссылки и примечания

  1. ^ ab Taylor MW (2014). "История культуры клеток". Вирусы и человек: история взаимодействий . Cham: Springer International Publishing. стр. 41–52. doi :10.1007/978-3-319-07758-1_3. ISBN 978-3-319-07757-4.
  2. ^ Harris AR, Peter L, Bellis J, Baum B, Kabla AJ, Charras GT (октябрь 2012 г.). «Характеристика механики культивируемых клеточных монослоев». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (41): 16449–16454. Bibcode : 2012PNAS..10916449H. doi : 10.1073/pnas.1213301109 . PMC 3478631. PMID  22991459 . 
  3. ^ "Некоторые вехи в развитии культуры тканей и клеток" . Получено 19 апреля 2006 г.
  4. ^ "Cell Culture" . Получено 19 апреля 2006 г.
  5. ^ "Whonamedit - Решение Рингера". whonamedit.com . Получено 9 июня 2014 г. .
  6. ^ Steinhardt E, Israeli C, Lambert RA (1913). «Исследования по культивированию вируса вакцинии». Журнал инфекционных заболеваний . 13 (2): 294–300. doi :10.1093/infdis/13.2.294. ISSN  0022-1899. JSTOR  30073371.
  7. ^ Атала А (2009). «Выращивание новых органов». TEDMED . Получено 23 августа 2021 г. .
  8. ^ "Животные и альтернативы в тестировании". Архивировано из оригинала 25 февраля 2006 года . Получено 19 апреля 2006 года .
  9. ^ Fentem JH (февраль 2006 г.). «Работаем вместе, чтобы ответить на вызовы политики ЕС по замене испытаний на животных». Альтернативы лабораторным животным . 34 (1): 11–18. doi : 10.1177/026119290603400116 . PMID  16522146. S2CID  10339716.
  10. ^ Schiff JA (февраль 2002 г.). «Невоспетый герой медицинских исследований». Yale Alumni Magazine . Архивировано из оригинала 14 ноября 2012 г. Получено 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. Bibcode : 1936PNAS...22..426B. doi : 10.1073 /pnas.22.6.426 . JSTOR  86579. PMC 1076796. PMID  16588100. 
  12. ^ Хаберландт, Г. (1902) Kulturversuche mit isolierten Pflanzenzellen. Зитцунгсбер. Акад. Висс. Вена. Math.-Naturwiss. Кл., абт. Дж. 111, 69–92.
  13. ^ Noé AC (октябрь 1934 г.). "Готлиб Хаберландт". Физиология растений . 9 (4): 850–855. doi : 10.1104 /pp.9.4.850. PMC 439112. PMID  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 Carrel A, Burrows MT (март 1911). «Выращивание тканей in vitro и техника ITS». Журнал экспериментальной медицины . 13 (3): 387–396. doi :10.1084/jem.13.3.387. PMC 2125263. PMID 19867420  . 
  16. ^ Мартин БМ (1 декабря 2013 г.). Методы культивирования тканей: Введение. Springer Science & Business Media. С. 29–30. ISBN 978-1-4612-0247-9.
  17. ^ ab Simon EM (1988). "Финальный отчет фазы I: Волокнистые субстраты для культивирования клеток (R3RR03544A)". ResearchGate . Получено 22 мая 2017 г. .
  18. ^ Урри, LA, Кэмпбелл, NA, Кейн, ML, Рис, JB, Вассерман, S. (2007). Биология. Соединенное Королевство: Benjamin-Cummings Publishing Company. стр. 860
  19. ^ Voigt N, Pearman CM, Dobrev D, Dibb KM (сентябрь 2015 г.). «Методы изоляции клеток предсердий у крупных млекопитающих и людей». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 86 : 187–198. doi : 10.1016/j.yjmcc.2015.07.006 . PMID  26186893.
  20. ^ Louch WE, Sheehan KA, Wolska BM (сентябрь 2011 г.). «Методы изоляции кардиомиоцитов, культивирования и переноса генов». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 51 (3): 288–298. doi :10.1016/j.yjmcc.2011.06.012. PMC 3164875. PMID  21723873 . 
  21. ^ Хемеда, Х., Гибель, Б., Вагнер, В. (16 февраля 2014 г.) Оценка лизата тромбоцитов человека по сравнению с сывороткой плода крупного рогатого скота для культивирования мезенхимальных стромальных клеток Цитотерапия стр. 170–180 выпуск 2 doi.10.1016
  22. ^ "Post - Blog | Boval BioSolutions, LLC". bovalco.com. Архивировано из оригинала 10 сентября 2014 года . Получено 2 декабря 2014 года .
  23. ^ "LipiMAX очищенный раствор липопротеина из сыворотки крупного рогатого скота". Selborne Biological Services . 2006. Архивировано из оригинала 19 июля 2012 года . Получено 2 февраля 2010 года .
  24. ^ Portela VM, Zamberlam G, Price CA (апрель 2010 г.). «Плотность размещения клеток изменяет соотношение экспрессии генов эстрогенных и прогестагенных ферментов в культивируемых гранулезных клетках». Fertility and Sterility . 93 (6): 2050–2055. doi : 10.1016/j.fertnstert.2009.01.151 . PMID  19324349.
  25. ^ Jaccard N, Macown RJ, Super A, Griffin LD, Veraitch FS, Szita N (октябрь 2014 г.). «Автоматизированная и онлайн-характеристика роста адгезивной клеточной культуры в микроизготовленном биореакторе». Журнал лабораторной автоматизации . 19 (5): 437–443. doi :10.1177/2211068214529288. PMC 4230958. PMID  24692228 . 
  26. ^ Humpel C (октябрь 2015 г.). «Органотипические культуры срезов мозга: обзор». Neuroscience . 305 : 86–98. doi :10.1016/j.neuroscience.2015.07.086. PMC 4699268 . PMID  26254240. 
  27. ^ Neimark J (февраль 2015 г.). «Линия атаки». Science . 347 (6225): 938–940. Bibcode :2015Sci...347..938N. doi : 10.1126/science.347.6225.938 . PMID  25722392.
  28. ^ Drexler HG, Dirks WG, MacLeod RA (октябрь 1999 г.). «Ложные линии гемопоэтических клеток человека: перекрестные загрязнения и неверные интерпретации». Leukemia . 13 (10): 1601–1607. doi : 10.1038/sj.leu.2401510 . PMID  10516762.
  29. ^ Drexler HG, MacLeod RA, Dirks WG (декабрь 2001 г.). «Перекрестное загрязнение: HS-Sultan — это не миелома, а линия клеток лимфомы Беркитта». Blood . 98 (12): 3495–3496. doi : 10.1182/blood.V98.12.3495 . PMID  11732505.
  30. ^ Cabrera CM, Cobo F, Nieto A, Cortés JL, Montes RM, Catalina P, Concha A (июнь 2006 г.). «Тесты идентичности: определение перекрестного загрязнения клеточных линий». Cytotechnology . 51 (2): 45–50. doi :10.1007/s10616-006-9013-8. PMC 3449683 . PMID  19002894. 
  31. ^ ab Chatterjee R (февраль 2007 г.). «Клеточная биология. Случаи ошибочной идентификации». Science . 315 (5814): 928–931. doi :10.1126/science.315.5814.928. PMID  17303729. S2CID  13255156.
  32. ^ Liscovitch M, Ravid D (январь 2007 г.). «Исследование случая неправильной идентификации линий раковых клеток: клетки MCF-7/AdrR (переименованные в NCI/ADR-RES) получены из клеток человеческой карциномы яичников OVCAR-8». Cancer Letters . 245 (1–2): 350–352. doi :10.1016/j.canlet.2006.01.013. PMID  16504380.
  33. ^ MacLeod RA, Dirks WG, Matsuo Y, Kaufmann M, Milch H, Drexler HG (ноябрь 1999 г.). «Широко распространенное внутривидовое перекрестное загрязнение линий опухолевых клеток человека, возникающее в источнике». International Journal of Cancer . 83 (4): 555–563. doi : 10.1002/(SICI)1097-0215(19991112)83:4<555::AID-IJC19>3.0.CO;2-2 . PMID  10508494.
  34. ^ Мастерс Дж. Р. (апрель 2002 г.). «Клетки HeLa 50 лет спустя: хорошие, плохие и уродливые». Nature Reviews. Рак . 2 (4): 315–319. doi :10.1038/nrc775. PMID  12001993. S2CID  991019.
  35. ^ ab Dunham JH, Guthmiller P (2008). "Doing good science: Authenticating cell line identity" (PDF) . Cell Notes . 22 : 15–17. Архивировано из оригинала (PDF) 28 октября 2008 г. . Получено 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. doi: https://doi.org/10.5858/133.9.1463
  37. ^ Nguyen HT, Geens M, Spits C (2012). «Генетическая и эпигенетическая нестабильность в человеческих плюрипотентных стволовых клетках». Human Reproduction Update . 19 (2): 187–205. doi : 10.1093/humupd/dms048 . PMID  23223511.
  38. ^ ab Lagziel S, Gottlieb E, Shlomi T (декабрь 2020 г.). «Mind your media» (Осторожно, медиа). Nature Metabolism . 2 (12): 1369–1372. doi :10.1038/s42255-020-00299-y. PMID  33046912. S2CID  222319735.
  39. ^ Lagziel S, Lee WD, Shlomi T (апрель 2019 г.). «Вывод зависимости рака от метаболических генов из крупномасштабных генетических скринингов». BMC Biology . 17 (1): 37. doi : 10.1186/s12915-019-0654-4 . PMC 6489231 . PMID  31039782. 
  40. ^ Vande Voorde J, Ackermann T, Pfetzer N, Sumpton D, Mackay G, Kalna G и др. (январь 2019 г.). «Улучшение метаболической точности моделей рака с помощью физиологической среды для культивирования клеток». Science Advances . 5 (1): eaau7314. Bibcode :2019SciA....5.7314V. doi :10.1126/sciadv.aau7314. PMC 6314821 . PMID  30613774. 
  41. ^ Cantor JR, Abu-Remaileh M, Kanarek N, Freinkman E, Gao X, Louissaint A и др. (апрель 2017 г.). «Физиологическая среда перестраивает клеточный метаболизм и раскрывает мочевую кислоту как эндогенный ингибитор UMP-синтазы». Cell . 169 (2): 258–272.e17. doi :10.1016/j.cell.2017.03.023. PMC 5421364 . PMID  28388410. 
  42. ^ "Мур против Регентов Калифорнийского университета (1990) 51 C3d 120". Online.ceb.com . Получено 27 января 2012 г. .
  43. ^ Hayflick L (сентябрь 1998 г.). «Краткая история смертности и бессмертия культивируемых клеток». The Keio Journal of Medicine . 3. 47 (3): 174–182. doi : 10.2302/kjm.47.174 . PMID  9785764.
  44. ^ "Worthington tissue guide" . Получено 30 апреля 2013 г. .
  45. ^ Qian L, Saltzman WM (2004). «Улучшение расширения и нейрональной дифференциации мезенхимальных стволовых клеток посредством модификации поверхности культуры». Biomaterials . 25 (7–8): 1331–1337. doi :10.1016/j.biomaterials.2003.08.013. PMID  14643607.
  46. ^ Maguire G (май 2016 г.). «Терапия стволовыми клетками взрослых и кривая ажиотажа». ACS Medicinal Chemistry Letters . 7 (5): 441–443. doi :10.1021/acsmedchemlett.6b00125. PMC 4867479. PMID  27190588 . 
  47. ^ ab Prieto D, Aparicio G, Sotelo-Silveira JR (ноябрь 2017 г.). «Анализ миграции клеток: недорогой лабораторный эксперимент для курсов биологии клеток и развития с использованием кератоцитов из чешуи рыб». Образование в области биохимии и молекулярной биологии . 45 (6): 475–482. doi : 10.1002/bmb.21071 . PMID  28627731.
  48. ^ Discher DE, Janmey P, Wang YL (ноябрь 2005 г.). «Тканевые клетки чувствуют и реагируют на жесткость своего субстрата». Science . 310 (5751): 1139–1143. Bibcode :2005Sci...310.1139D. CiteSeerX 10.1.1.318.690 . doi :10.1126/science.1116995. PMID  16293750. S2CID  9036803. 
  49. ^ Gilbert PM, Havenstrite KL, Magnusson KE, Sacco A, Leonardi NA, Kraft P и др. (август 2010 г.). «Эластичность субстрата регулирует самообновление стволовых клеток скелетных мышц в культуре». Science . 329 (5995): 1078–1081. Bibcode :2010Sci...329.1078G. doi :10.1126/science.1191035. PMC 2929271 . PMID  20647425. 
  50. ^ Chowdhury F, Li Y, Poh YC, Yokohama-Tamaki T, Wang N, Tanaka TS (декабрь 2010 г.). Zhou Z (ред.). «Мягкие субстраты способствуют однородному самообновлению эмбриональных стволовых клеток посредством подавления клеточно-матриксных тракций». PLOS ONE . ​​5 (12): e15655. Bibcode :2010PLoSO...515655C. doi : 10.1371/journal.pone.0015655 . PMC 3001487 . PMID  21179449. 
  51. ^ Engler AJ, Sen S, Sweeney HL, Discher DE (август 2006 г.). «Эластичность матрицы направляет спецификацию линии стволовых клеток». Cell . 126 (4): 677–689. doi : 10.1016/j.cell.2006.06.044 . PMID  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. ^ Levental KR, Yu H, Kass L, Lakins JN, Egeblad M, Erler JT и др. (ноябрь 2009 г.). «Сшивание матрицы усиливает прогрессирование опухоли за счет усиления сигнализации интегрина». Cell . 139 (5): 891–906. doi :10.1016/j.cell.2009.10.027. PMC 2788004 . PMID  19931152. 
  54. ^ Tilghman RW, Cowan CR, Mih JD, Koryakina Y, Gioeli D, Slack-Davis JK и др. (сентябрь 2010 г.). Hotchin NA (ред.). «Жесткость матрицы регулирует рост раковых клеток и клеточный фенотип». PLOS ONE . ​​5 (9): e12905. Bibcode :2010PLoSO...512905T. doi : 10.1371/journal.pone.0012905 . PMC 2944843 . PMID  20886123. 
  55. ^ Liu F, Mih JD, Shea BS, Kho AT, Sharif AS, Tager AM, Tschumperlin DJ (август 2010 г.). «Усиление обратной связи фиброза через жесткость матрицы и подавление COX-2». Журнал клеточной биологии . 190 (4): 693–706. doi :10.1083/jcb.201004082. PMC 2928007. PMID  20733059 . 
  56. ^ Wipff PJ, Rifkin DB, Meister JJ, Hinz B (декабрь 2007 г.). «Сокращение миофибробластов активирует латентный TGF-beta1 из внеклеточного матрикса». Журнал клеточной биологии . 179 (6): 1311–1323. doi :10.1083/jcb.200704042. PMC 2140013. PMID  18086923 . 
  57. ^ Georges PC, Hui JJ, Gombos Z, McCormick ME, Wang AY, Uemura M и др. (декабрь 2007 г.). «Повышенная жесткость печени крысы предшествует отложению матрикса: последствия для фиброза». American Journal of Physiology. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени . 293 (6): G1147–G1154. doi :10.1152/ajpgi.00032.2007. PMID  17932231. S2CID  201357.
  58. ^ Li L, Sharma N, Chippada U, Jiang X, Schloss R, Yarmush ML, Langrana NA (май 2008 г.). «Функциональная модуляция клеток линии гепатоцитов, полученных из ES, посредством изменения соответствия субстрата». Annals of Biomedical Engineering . 36 (5): 865–876. doi :10.1007/s10439-008-9458-3. PMID  18266108. S2CID  21773886.
  59. ^ Semler EJ, Lancin PA, Dasgupta A, Moghe PV (февраль 2005 г.). «Инженерия гепатоцеллюлярного морфогенеза и функции с помощью лиганд-презентирующих гидрогелей с градуированной механической податливостью». Биотехнология и биоинженерия . 89 (3): 296–307. doi :10.1002/bit.20328. PMID  15744840.
  60. ^ Фридланд Дж. К., Ли М. Х., Боеттигер Д. (январь 2009 г.). «Механически активированный интегриновый переключатель контролирует функцию альфа5бета1». Science . 323 (5914): 642–644. Bibcode :2009Sci...323..642F. doi :10.1126/science.1168441. PMID  19179533. S2CID  206517419.
  61. ^ Chan CE, Odde DJ (декабрь 2008 г.). «Динамика тяги филоподий на податливых субстратах». Science . 322 (5908): 1687–1691. Bibcode :2008Sci...322.1687C. doi :10.1126/science.1163595. PMID  19074349. S2CID  28568350.
  62. ^ Dupont S, Morsut L, Aragona M, Enzo E, Giulitti S, Cordenonsi M и др. (июнь 2011 г.). «Роль YAP/TAZ в механотрансдукции». Nature . 474 (7350): 179–183. doi :10.1038/nature10137. hdl : 11380/673649 . PMID  21654799. S2CID  205225137.
  63. ^ "drug [email protected]". Nature.com . Получено 26 марта 2013 г. .
  64. ^ Duell BL, Cripps AW, Schembri MA, Ulett GC (2011). «Модели совместного культивирования эпителиальных клеток для изучения инфекционных заболеваний: преимущества и ограничения». Журнал биомедицины и биотехнологии . 2011 : 852419. doi : 10.1155/2011/852419 . PMC 3189631. PMID  22007147 . 
  65. ^ Barrila J, Radtke AL, Crabbé A, Sarker SF, Herbst-Kralovetz MM, Ott CM, Nickerson CA (ноябрь 2010 г.). «Органотипические 3D-модели клеточных культур: использование вращающегося сосуда с стенкой для изучения взаимодействий хозяина и патогена». Nature Reviews. Microbiology . 8 (11): 791–801. doi : 10.1038/nrmicro2423 . PMID  20948552. S2CID  6925183.
  66. ^ Mapanao AK, Voliani V (июнь 2020 г.). «Трехмерные модели опухолей: содействие прорывам в трансляционных исследованиях нанотераностики». Applied Materials Today . 19 : 100552. doi : 10.1016/j.apmt.2019.100552. S2CID  213634060.
  67. ^ Кассано Д., Санти М., Д'Аутилия Ф., Мапанао А.К., Луин С., Волиани В. (2019). «Фототермический эффект от NIR-чувствительных экскретируемых ультрамалых-в-нано архитектур». Materials Horizons . 6 (3): 531–537. doi : 10.1039/C9MH00096H . hdl : 11384/77439 . ISSN  2051-6347.
  68. ^ Эдмондсон Р., Брогли Дж. Дж., Эдкок А. Ф., Янг Л. (май 2014 г.). «Трехмерные системы культивирования клеток и их применение в разработке лекарств и биосенсорах на основе клеток». Assay and Drug Development Technologies . 12 (4): 207–218. doi :10.1089/adt.2014.573. PMC 4026212. PMID  24831787 . 
  69. ^ Bhattacharya M, Malinen MM, Lauren P, Lou YR, Kuisma SW, Kanninen L и др. (декабрь 2012 г.). «Гидрогель нанофибриллярной целлюлозы способствует трехмерной культуре клеток печени». Journal of Controlled Release . 164 (3): 291–298. doi : 10.1016/j.jconrel.2012.06.039 . PMID  22776290.
  70. ^ DeRosa MC, Monreal C, Schnitzer M, Walsh R, Sultan Y (февраль 2010 г.). «Нанотехнологии в удобрениях». Nature Nanotechnology . 5 (2): 91. Bibcode : 2010NatNa...5...91D. doi : 10.1038/nnano.2010.2 . PMID  20130583.
  71. ^ Hsiao AY, Tung YC, Qu X, Patel LR, Pienta KJ, Takayama S (май 2012 г.). «384 массива висячих капель дают отличные Z-факторы и допускают универсальное формирование сфероидов совместного культивирования». Биотехнология и биоинженерия . 109 (5): 1293–1304. doi :10.1002/bit.24399. PMC 3306496. PMID  22161651 . 
  72. ^ Mapanao AK, Santi M, Faraci P, Cappello V, Cassano D, Voliani V (сентябрь 2018 г.). «Эндогенно запускаемые сверхмалые архитектуры в наночастицах: оценка нацеливания на трехмерные сфероиды карциномы поджелудочной железы». ACS Omega . 3 (9): 11796–11801. doi :10.1021/acsomega.8b01719. PMC 6173554 . PMID  30320273. 
  73. ^ Ghosh S, Börsch A, Ghosh S, Zavolan M (апрель 2021 г.). «Транскрипционный ландшафт линии клеток гепатомы, выращенных на каркасах из белков внеклеточного матрикса». BMC Genomics . 22 (1): 238. doi : 10.1186/s12864-021-07532-2 . PMC 8025518 . PMID  33823809. 
  74. ^ Fontoura JC, Viezzer C, Dos Santos FG, Ligabue RA, Weinlich R, Puga RD и др. (февраль 2020 г.). «Сравнение моделей 2D и 3D клеточных культур для роста клеток, экспрессии генов и устойчивости к лекарствам». Materials Science & Engineering. C, Materials for Biological Applications . 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. doi : 10.3390/ijms222212200 . PMC 8618305. PMID  34830082. 
  76. ^ Tibbitt MW, Anseth KS (июль 2009 г.). «Гидрогели как имитаторы внеклеточного матрикса для 3D-культуры клеток». Биотехнология и биоинженерия . 103 (4): 655–663. doi :10.1002/bit.22361. PMC 2997742. PMID  19472329 . 
  77. ^ "Создана вакцина Quickie Bird Flu Vaccine". Wired . Reuters. 26 января 2006 г. Получено 31 января 2010 г.
  78. ^ Gao W, Soloff AC, Lu X, Montecalvo A, Nguyen DC, Matsuoka Y 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. PMC 1367171. PMID  16439551 . 
  79. ^ "NIAID привлекает Chiron к разработке вакцины против птичьего гриппа H9N2". Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) . 17 августа 2004 г. Получено 31 января 2010 г.
  80. ^ Мики, Ясухиро; Оно, Кацухико; Хата, Шуко; Сузуки, Такаши; Кумамото, Хироюки; Сасано, Хиронобу (сентябрь 2012 г.). «Преимущества совместного культивирования над моноклеточным культивированием при моделировании среды in vivo». Журнал стероидной биохимии и молекулярной биологии . 131 (3–5): 68–75. doi :10.1016/j.jsbmb.2011.12.004. ISSN  0960-0760. PMID  22265957. S2CID  19646957.
  81. ^ Paschos, Nikolaos K.; Brown, Wendy E.; Eswaramoorthy, Rajalakshmanan; Hu, Jerry C.; Athanasiou, Kyriacos A. (3 февраля 2014 г.). «Достижения в тканевой инженерии посредством совместного культивирования на основе стволовых клеток». Журнал тканевой инженерии и регенеративной медицины . 9 (5): 488–503. doi : 10.1002/term.1870 . ISSN  1932-6254. PMID  24493315. S2CID  1991776.
  82. ^ Диттрих, Петра С.; Манц, Андреас (март 2006 г.). «Лаборатория на чипе: микрофлюидика в разработке лекарств». Nature Reviews Drug Discovery . 5 (3): 210–218. doi :10.1038/nrd1985. ISSN  1474-1784. PMID  16518374. S2CID  35904402.
  83. ^ Террелл, Джон А.; Джонс, Кертис Г.; Кабандана, Джирасо Кеза Мония; Чен, Ченгпэн (2020). «От клеток на чипе к органам на чипе: строительные материалы для 3D-культивирования клеток в микрофлюидике». Журнал химии материалов B. 8 ( 31): 6667–6685. doi : 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.; Вуняк-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, Яньсонг; Ли, Хунтун; Чэнь, 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. PMC 7990030. PMID  33341248 . 
  87. ^ Rapanan JL, Cooper KE, Leyva KJ, Hull EE (август 2014 г.). «Коллективная миграция клеток первичных кератоцитов зебровой рыбы». Experimental Cell Research . 326 (1): 155–165. doi :10.1016/j.yexcr.2014.06.011. PMID  24973510.
  88. ^ Ли Дж., Якобсон К. (ноябрь 1997 г.). «Состав и динамика адгезий клеток и субстрата в кератоцитах движущихся рыб». Журнал клеточной науки . 110 (22): 2833–2844. doi :10.1242/jcs.110.22.2833. PMID  9427291.
  89. ^ Drugmand JC, Schneider YJ, Agathos SN (2012). «Клетки насекомых как фабрики для биопроизводства». Biotechnology Advances . 30 (5): 1140–1157. doi :10.1016/j.biotechadv.2011.09.014. PMID  21983546.
  90. ^ Hunt P, Robertson D, Weiss D, Rennick D, Lee F, Witte ON (март 1987). «Единственный тип стромальных клеток, полученных из костного мозга, поддерживает рост in vitro ранних лимфоидных и миелоидных клеток». Cell . 48 (6): 997–1007. doi :10.1016/0092-8674(87)90708-2. PMID  2435412. S2CID  31499611.
  91. ^ van den Berg-Bakker CA, Hagemeijer A, Franken-Postma EM, Smit VT, Kuppen PJ, van Ravenswaay Claasen HH и др. (февраль 1993 г.). «Создание и характеристика 7 линий клеток карциномы яичников и одной линии клеток гранулезной опухоли: особенности роста и цитогенетика». International Journal of Cancer . 53 (4): 613–620. doi :10.1002/ijc.2910530415. PMID  8436435. S2CID  6182244.
  92. ^ Lee YG, Korenchuk S, Lehr J, Whitney S, Vessela R, Pienta KJ (2001). «Создание и характеристика новой линии клеток рака простаты человека: DuCaP». In Vivo . 15 (2): 157–162. PMID  11317521.
  93. ^ Ou D, Mitchell LA, Décarie D, Tingle AJ, Nepom GT (март 1998 г.). «Промискуитетное распознавание Т-клетками эпитопа капсидного белка краснухи, ограниченного молекулами DRB1*0403 и DRB1*0901, разделяющими супертип HLA DR». Иммунология человека . 59 (3): 149–157. doi :10.1016/S0198-8859(98)00006-8. PMID  9548074.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Библиотечные ресурсы о
клеточной культуре
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках