2024-04-05 14:45 来源：本站编辑
电影《阿凡达》并不是这个冬天唯一一部引起轰动的3d大片。休斯顿的一组科学家本周公布了一项3d细胞培养的新技术，这是一个技术飞跃，可以为药物测试节省数百万美元的成本。这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上。
对于大多数实验室来说，三维技术很容易立即设置。它利用磁力使细胞在分裂和生长时悬浮起来。与在平面上培养的细胞相比，3d细胞培养往往形成更接近于体内组织的组织。
该研究的合著者、莱斯大学物理学副教授汤姆·基利安博士说:“现在有一个很大的推动力是找到在3-D环境中培养细胞的方法，因为人体是3-D的，更接近天然组织的培养物有望为临床前药物测试提供更好的结果。”“如果你能将早期药物筛查的准确性提高10%，估计每种药物就能节省多达1亿美元。”
德克萨斯大学安德森癌症中心大卫·h·科赫中心教授、论文合著者Wadih Arap博士说，对于癌症研究来说，磁场产生的“隐形支架”超越了它产生更能让人想起真实肿瘤的细胞培养物的潜力，这本身就是一个重要的进步。
为了使细胞悬浮起来，研究小组修改了一种金纳米颗粒和被称为“噬菌体”的工程病毒颗粒的组合，这种组合是由阿拉普和同样来自科赫中心的雷娜塔·帕斯夸里尼博士的实验室开发的。这种有针对性的“纳米穿梭”可以将有效载荷运送到特定的器官或组织。
阿拉普说:“对我们来说，合乎逻辑的下一步将是有针对性地利用这种额外的磁性来探索肿瘤成像和治疗中的可能应用。”
3d模型提出了另一个有趣的长期可能性。帕斯夸里尼说:“这是在实验室建立更好的器官模型的一步。”
这项新技术是来自不同领域的专家聚集在一起所产生的创新的一个例子。基利安研究超冷原子，并使用精细调谐的磁场来操纵它们。多年来，他一直与莱斯大学的生物工程师罗伯特·拉斐尔博士一起研究利用磁场操纵细胞的方法。因此，当Killian的朋友Glauco Souza博士(当时是奥德赛学者，与Arap和Pasqualini一起研究)提到他正在开发一种可以将磁性纳米颗粒装载到癌细胞上的凝胶时，他产生了一个新的想法。
“我们想知道，在我的凝胶将磁性纳米颗粒放入细胞后，我们是否能够利用磁场来操纵细胞，”索萨说。2009年，他离开安德森医学博士，与人共同创立了Nano3D生物科学公司(www.n3dbio.com)，这家初创公司随后从莱斯大学和安德森医学博士那里获得了这项技术的许可。
在这种情况下，纳米颗粒是微小的氧化铁。这些被添加到含有噬菌体的凝胶中。当细胞加入到凝胶中时，噬菌体会在几个小时内将这些颗粒吸收到细胞中。然后将凝胶洗掉，将装载纳米颗粒的细胞放入培养皿中，培养皿中充满促进细胞生长和分裂的液体。
在这项新研究中，研究人员表明，通过在培养皿的盖子上放置一个硬币大小的磁铁，他们可以将细胞从培养皿底部提起，将它们浓缩，并让它们在液体中悬浮时生长和分裂。
一项关键的实验是与Jennifer Molina合作进行的，Jennifer Molina是Maria-Magdalena Georgescu博士实验室的一名研究生，她是md Anderson神经肿瘤系的副教授，在这项实验中，这项技术被用于脑肿瘤细胞胶质母细胞瘤。结果表明，在3-D培养基中生长的细胞产生的蛋白质与小鼠胶质母细胞瘤肿瘤产生的蛋白质相似，而在2-D培养基中生长的细胞没有表现出这种相似性。
Souza说，Nano3D生物科学公司正在进行额外的测试，以比较这种新方法与现有的3d细胞培养方法的优劣。他说，他希望它能提供与使用3d支架的长期技术一样好的结果，如果不是更好的话。
Raphael是论文的合著者，生物工程副教授，也是莱斯大学生物科学研究合作组织的成员，他说:“这种方法的美妙之处在于它允许自然的细胞-细胞相互作用来驱动3-D微组织结构的组装。该方法相当简单，对于任何对药物发现、干细胞生物学、再生医学或生物技术感兴趣的实验室来说，它应该是3d细胞培养的一个很好的切入点。”
