目前3D細(xì)胞培養(yǎng)的方式主要分兩種：
 

• 不依賴支架的培養(yǎng)方案，如超低細(xì)胞吸附孔板、懸滴法、磁力懸浮法、微重力培養(yǎng)法等

• 基于支架的培養(yǎng)方案，如胞外基質(zhì)凝膠、化學(xué)合成凝膠、3D打印等、

 

Incucyte®實(shí)時(shí)活細(xì)胞分析系統(tǒng)應(yīng)用靈活，能夠?qū)Σ煌�培養(yǎng)方式獲得的多種3D活細(xì)胞樣本自動(dòng)且連續(xù)地（數(shù)天、數(shù)周或數(shù)月）進(jìn)行HD 相位和熒光圖像的獲取及分析。并且可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)化的組織培養(yǎng)箱內(nèi)，確保細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境免受干擾。下面通過兩個(gè)案例來看看Incucyte®的實(shí)力吧！

美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Michael C. Bassik教授團(tuán)隊(duì)在Nature上發(fā)表文章[1]，詳細(xì)對(duì)比了在肺癌中腫瘤突變基因在2D單細(xì)胞層和3D細(xì)胞球體中的表型差異，并通過3D球體模型篩選出了被2D模型遺漏的靶點(diǎn)。該文采用了不依賴支架的培養(yǎng)方案，使用超低細(xì)胞吸附耗材進(jìn)行3D細(xì)胞球體的培養(yǎng)。 篩選策略如圖所示：將sgRNA文庫(kù)通過慢病毒感染NCI-H23細(xì)胞系（該細(xì)胞系帶有KRASG12C突變），并將感染后的細(xì)胞分為兩組，分別用3D細(xì)胞球體培養(yǎng)和2D單細(xì)胞層培養(yǎng)兩種模式進(jìn)行細(xì)胞增殖，結(jié)合ARS-853（KRAS抑制劑）對(duì)細(xì)胞表型進(jìn)行篩選。

在其中我們也看到了Incucyte® S3的身影！細(xì)胞的增殖和死亡均由Incucyte® S3進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
 

如視頻所示，NCI-H23細(xì)胞自身帶有mCherry（紅色熒光）蛋白，同時(shí)在培養(yǎng)基中加入Sytox Green作為死細(xì)胞標(biāo)記染料。細(xì)胞在孔中成球的狀態(tài)和活/死細(xì)胞標(biāo)記一目了然。
 

基于支架的3D細(xì)胞培養(yǎng)

來自芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)生物技術(shù)中心的科研人員在Oncogene期刊中發(fā)表研究結(jié)果[2]，發(fā)現(xiàn)熱休克因子HSF2 能夠抑制前列腺癌（PrCa）的腫瘤侵襲。HSF2通過調(diào)節(jié)GTP酶活性、細(xì)胞粘附、細(xì)胞外基質(zhì)和肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)等相關(guān)的基因來實(shí)現(xiàn)腺泡生成與侵襲行為之間的相互轉(zhuǎn)換。使用Incucyte®對(duì)體外3D類器官培養(yǎng)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，觀察到了PC3腫瘤球中腺泡的產(chǎn)生及其侵襲行為。

將siRNA轉(zhuǎn)染細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到Matrigel中，監(jiān)測(cè)腫瘤球形態(tài)8天。
 

• 轉(zhuǎn)染對(duì)照siRNA的細(xì)胞，最初成熟為分化良好的類器官，并在第8天左右自發(fā)形成侵襲性的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)，隨后不久出現(xiàn)明顯的侵襲。

• 有趣的是，HSF2沉默進(jìn)一步增加了侵襲性，并且在更早的時(shí)間點(diǎn)即檢測(cè)到侵襲的發(fā)生。

• 相反，HSF1沉默作為對(duì)照，干擾了腺泡分化，增加了細(xì)胞死亡率，從而阻止隨后侵襲性結(jié)構(gòu)的形成。

 

 

Incucyte®實(shí)時(shí)活細(xì)胞分析系統(tǒng)與Incucyte®腫瘤球分析模塊的結(jié)合，可對(duì)腫瘤侵襲進(jìn)行可重復(fù)和高通量分析，提高對(duì)細(xì)胞活動(dòng)的深入理解，做出更明智的決定。


總結(jié)

Incucyte®可提供集成式的完整的3D 腫瘤球分析方案，在組織培養(yǎng)箱內(nèi)實(shí)時(shí)自動(dòng)追蹤和定量腫瘤球的形成、生長(zhǎng)和健康狀態(tài)。
 

腫瘤球	類器官
腫瘤球形態(tài)、生長(zhǎng)和活性	監(jiān)測(cè)并量化類器官生長(zhǎng)
惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲潛能	優(yōu)化類器官培養(yǎng)條件
細(xì)胞相互作用：免疫細(xì)胞殺傷	鑒定類器官最佳成熟階段
	實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)類器官分化及生長(zhǎng)效率