快乐东西1类器官优势显现:二维细胞培养导致细胞有丝分裂异常-欧玛干细胞

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类器官优势显现:二维细胞培养导致细胞有丝分裂异常-欧玛干细胞
摘要
二维细胞培养是目前全球生物医学研究的最主要模型;包括肿瘤细胞系、干细胞培养在内,全球绝大部分实验室均采用这一方法位面神农。尽管细胞2D培养方法简洁、成本低,但其难以准确模拟人体内细胞的真实状况也饱受诟病。近日发表在国际顶级杂志《Cell》上的一篇研究揭示,2D细胞培养对细胞的有丝分裂有着不利的影响,这种缺陷与肿瘤的发生密切相关。而类器官3D培养更加接近生理状况微奢,不会出现上述情况。
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本研究由美国麻省理工学院(MIT)的科学家完成。研究者在观察2D环境和3D环境培养的细胞时,发现了一个奇特的现象:在细胞分裂时,生长在塑料培养皿上的二维培养细胞黏美露龙 ,不能够正确分离染色体;而生长在三维环境中的细胞,能够正确完成染色体分离过程。染色体分离异常会导致细胞染色体增加或减少张一宁,是肿瘤发生的重要原因明智左马介。

图1. 缺乏三维结构和周围环境的细胞(左图),在细胞分裂时染色体分离发生故障;而三维培养的成熟类器官细胞(右图),能够正确进行细胞有丝分裂。
在上面的实验中,两种细胞完全一样,所不同的是细胞所处的环境。因此可以推测,细胞周围环境中的某种因素引起了两种细胞的不同表现。正常情况下,人体的细胞像上面右图一样,吴旻霈生长在三维的立体环境中;而在培养皿中,细胞生长在完全不同二维环境中闽侯龙泉山庄。据此可以推断,2D细胞培养可能导致了细胞的上述变化周乐年。

图2. 培养皿上二维生长的细胞存在一个问题,细胞在有丝分裂时有些染色体发生分离滞后陈御风,这会导致部分子代细胞缺失某些染色体而其他子代细胞的多余某些染色体。
本研究中的发现对我们理解肿瘤的染色体异常变异原因有重要提示作用李代学,肿瘤细胞中染色体的数量往往存在异常。细胞在发生癌变的过程中,改变了其周围的组织成分和结构杨力维,这可能导致细胞在分裂时出现染色体分离异常。一旦细胞失去或获得了某些染色体,便可以启动或促进细胞的癌变过程,最终导致恶性肿瘤的发生。

图3. 小鼠肝脏细胞在体内时(左图)宫原华音,细胞呈现良好的形态(紫色)箭隐 ,且有丝分裂时纺锤体形成规则(绿色);而在培养皿中的小鼠肝脏细胞(右图),细胞失去了正常的形态,且纺锤体形成异常刘钟永。
三维环境有利于细胞维持正常形态和准确分裂,对于其中的机制研究者也进行了初步探讨腐川冬子。论文作者发现,整合素可能发挥关键作用阿龙正罡,整合素能够促进染色体锚定在纺锤体上。在2D培养环境中,由于缺乏粘附结构,细胞的整合素的表达和功能存在异常。
总结
根据本研究结果,作者Knouse认为远东韵律,科学界需要尽快升级传统的2D细胞培养体系,因为细胞正常情况下是生长在三维环境中的。类器官是目前替代2D细胞培养的最佳选择。本研究提供了类器官三维培养更加优于传统二维培养的证据,对全球科研工作者都具有参考意义快乐东西1。
Reference
Kristin A. Knouse et al., “Chromosome segregation fidelity in epithelia requires tissue architecture.” Cell. Published online August 23, 2018. doi: 10.1016/j.cell.2018.07.042
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