專利名稱：一種細胞共培養(yǎng)用芯片及共培養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及細胞共培養(yǎng)技術(shù)，特別提供了一種細胞共培養(yǎng)用芯片及共培養(yǎng)方法。
背景技術(shù)：
體外細胞培養(yǎng)是將活的細胞、組織、器官或者微小個體取出，模擬體內(nèi)生理條件， 無菌進行體外培養(yǎng)維持其生存和生長，是進行基礎(chǔ)研究、藥物研究開發(fā)和生物制藥的重要途徑之一。常規(guī)的體外單層培養(yǎng)方法不能提供組織正常生長發(fā)育所需的環(huán)境條件。在很多情況下，單層細胞培養(yǎng)會因體外環(huán)境的改變，逐漸喪失原有的生物學特性，而出現(xiàn)體外和體內(nèi)完全不同的實驗結(jié)果。創(chuàng)建與體內(nèi)類似的生長環(huán)境，促使細胞增殖、分化及呈現(xiàn)出類似體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)和功能性狀是體外細胞培養(yǎng)的發(fā)展趨勢。細胞共培養(yǎng)就是基于上述特點所建立的體外培養(yǎng)方法，可以最大程度地模擬體內(nèi)環(huán)境、維持體內(nèi)性狀，觀察細胞與細胞之間相互作用，這對于疾病分子機制的研究和新藥的研發(fā)具有重要意義。通過細胞共培養(yǎng)的手段觀察兩種不同類型細胞之間的相互作用，目前見于文獻報道的主要有下述幾種方法(1)混合培養(yǎng)將所研究的不同種類細胞混合在同一個培養(yǎng)器皿中培養(yǎng)，觀察細胞的直接接觸，但很難將培養(yǎng)在一起的不同種類細胞分離觀察。( 微載體培養(yǎng)法即將一種細胞培養(yǎng)在微載體上，另一種細胞培養(yǎng)在培養(yǎng)皿中，隨后將微載體細胞也加入培養(yǎng)皿中，過一定時間即可觀察兩種細胞相互作用，但這種方法一般應(yīng)小于4小時， 以防止細胞從微載體上遷移至培養(yǎng)皿中。C3)transWell小室，這種培養(yǎng)套皿底部由無機或有機材料的微孔膜制成，因為可溶性物質(zhì)可以自由通過，培養(yǎng)在套皿中的細胞可以通過膜與培養(yǎng)在培養(yǎng)皿中的細胞相互作用。這種小室已商品化，但價格昂貴，僅能一次性使用。(4) 利用條件培養(yǎng)基進行，將一種細胞在正常條件下培養(yǎng)，離心后取上清，刺激并孵育另外一種細胞。以上幾種方法在一定程度上能夠滿足常規(guī)實驗室的研究需要，但是均存在問題對于混合培養(yǎng)，難以區(qū)分兩種細胞，無法觀察細胞形態(tài)變化；對于微載體培養(yǎng)，細胞相互作用的時間受限，僅適合少部分特殊體系的研究，不具有普適性；Transwell小室和利用條件培養(yǎng)基的方法只能對一種細胞進行觀察，無法實現(xiàn)細胞響應(yīng)的實時觀測；同時以上幾種方法都存在試劑消耗大，操作繁瑣等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種細胞共培養(yǎng)用芯片及共培養(yǎng)方法。本發(fā)明提供了一種細胞共培養(yǎng)用芯片，該芯片由2 99個相同的細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這些培養(yǎng)結(jié)構(gòu)之間通過隔板結(jié)構(gòu)相互分隔。本發(fā)明提供的細胞共培養(yǎng)用芯片，所述細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)是指用于細胞培養(yǎng)用的區(qū)域，該結(jié)構(gòu)為圓形或扇形，且由芯片材料圍繞形成；隔板結(jié)構(gòu)由2 99個板狀結(jié)構(gòu)組成，且隔板與芯片外周相連接。本發(fā)明提供的細胞共培養(yǎng)用芯片，所述隔板結(jié)構(gòu)的高度低于芯片外周高度。本發(fā)明還提供了細胞共培養(yǎng)的方法，方法過程為將細胞懸液加入細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，然后將芯片置于顯微鏡下觀察細胞的貼壁及生長情況；根據(jù)檢測指標特點選擇實驗流程流程一檢測共培養(yǎng)對于細胞遷移行為的影響將細胞懸液加入細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待細胞貼壁且細胞密度大于80%后，輕輕將芯片揭去，吸去培養(yǎng)基，PBS沖洗一次，加入公共培養(yǎng)基，立即在顯微鏡下尋找兩種細胞間的缺損區(qū)并拍照；繼續(xù)放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其后每隔M小時對缺損區(qū)拍照一次，根據(jù)實驗要求連續(xù)動態(tài)拍照觀察數(shù)天；觀察共培養(yǎng)后細胞的遷移情況。流程二 分別檢測共培養(yǎng)后各細胞表型的變化將細胞懸液加入細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待細胞貼壁且細胞密度大于60 %后，吸去培養(yǎng)基，加入公共培養(yǎng)基，使培養(yǎng)基液面高于隔板高度；繼續(xù)放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，根據(jù)實驗要求共培養(yǎng)數(shù)天后，根據(jù)檢測指標特點可分別對各細胞進行提取以進行蛋白或核酸等分子生物學檢測，或者分別對各細胞進行光學成像檢測。本發(fā)明還提供了細胞共培養(yǎng)的方法，所述公共培養(yǎng)基是共培養(yǎng)的細胞共同使用的培養(yǎng)基，其成分依共培養(yǎng)細胞種類的不同而不同。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明所述芯片利用了隔板的物理阻擋作用，形成不同的細胞培養(yǎng)區(qū)域，只需在不同的培養(yǎng)區(qū)域接種不同的細胞即可實現(xiàn)細胞的共培養(yǎng)，操作簡便，實驗重復性高。2.本發(fā)明所述芯片可用于檢測細胞共培養(yǎng)后的多種指標。①細胞貼壁生長至 80%后將芯片揭下，可檢測共培養(yǎng)對于細胞遷移行為的影響(如腫瘤細胞侵襲實驗)。②細胞貼壁后吸去各自培養(yǎng)基，加入公共培養(yǎng)基，使培養(yǎng)基液面高于隔板高度，連續(xù)數(shù)天共培養(yǎng)后，分別檢測共培養(yǎng)后各細胞表型的變化，可進行光學成像檢測，也可提取細胞進行分子生物學檢測。3.本發(fā)明采用的芯片材料底面粘性大，易于與培養(yǎng)皿可逆封接，溶液無滲漏，具有良好的生物相容性，無熒光吸附，且價格低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1細胞共培養(yǎng)芯片示意圖(正面)；圖2細胞共培養(yǎng)芯片示意圖(側(cè)面)； 圖3HFL與ACC2共培養(yǎng)對HFL遷移行為的影響；圖4HFL與GES-1共培養(yǎng)對HFL遷移行為的影響。
具體實施例方式下面的實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。實施例1按流程一所述流程進行實驗，在芯片的一側(cè)細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中接種人成纖維細胞 (HFL)，另一側(cè)接種人腺樣囊性癌細胞(ACa)，細胞密度約106/ml，待細胞貼壁且細胞密度大于80%后，輕輕將芯片揭去，吸去培養(yǎng)基，PBS沖洗一次，加入公共培養(yǎng)基ACCM，立即在顯微鏡下尋找兩種細胞間的缺損區(qū)并拍照；繼續(xù)放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其后每隔M小時對缺損區(qū)拍照一次，根據(jù)實驗要求連續(xù)動態(tài)拍照觀察數(shù)天；觀察共培養(yǎng)后細胞的遷移情況。可見HFL與ACC2的共培養(yǎng)可促進HFL向ACC2進行遷移(見圖3)。實施例2按流程一所述流程進行實驗，在芯片的一側(cè)細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中接種人成纖維細胞 (HFL)，另一側(cè)接種人胃粘膜上皮細胞(GES-1)，細胞密度約106/ml，待細胞貼壁且細胞密度大于80%后，輕輕將芯片揭去，吸去培養(yǎng)基，PBS沖洗一次，加入公共培養(yǎng)基ACCM，立即在顯微鏡下尋找兩種細胞間的缺損區(qū)并拍照；繼續(xù)放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其后每隔M小時對缺損區(qū)拍照一次，根據(jù)實驗要求連續(xù)動態(tài)拍照觀察數(shù)天；觀察共培養(yǎng)后細胞的遷移情況?？梢?，與HFL與ACC2的共培養(yǎng)相比，HFL與GES-I進行共培養(yǎng)時HFL的遷移距離明顯縮短(見圖4)。實施例3按流程二所述流程進行實驗，在芯片的一側(cè)細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中接種人成纖維細胞 (HFL)，另一側(cè)接種人腺樣囊性癌細胞(ACa)，細胞密度約106/ml，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)， 待細胞貼壁后，吸去培養(yǎng)基，加入公共培養(yǎng)基ACCM，使培養(yǎng)基液面高于隔板高度；繼續(xù)放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，共培養(yǎng)7天后，采用免疫熒光法檢測ACC2細胞轉(zhuǎn)化生長因子β (TGF-β) 表達的變化。
權(quán)利要求
1.一種細胞共培養(yǎng)用芯片，其特征在于該芯片由2 99個相同的細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這些培養(yǎng)結(jié)構(gòu)之間通過隔板結(jié)構(gòu)相互分隔。
2.按照權(quán)利要求1所述細胞共培養(yǎng)用芯片，其特征在于所述細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)為圓形或扇形，該培養(yǎng)結(jié)構(gòu)由芯片材料圍繞形成。
3.按照權(quán)利要求1所述細胞共培養(yǎng)用芯片，其特征在于所述隔板結(jié)構(gòu)由2 99個板狀結(jié)構(gòu)組成，且隔板與芯片外周相連接。
4.按照權(quán)利要求1所述細胞共培養(yǎng)用芯片，其特征在于所述隔板結(jié)構(gòu)的高度比芯片外周高度低0 2cm。
5.一種利用權(quán)利要求1所述芯片進行細胞共培養(yǎng)的方法，其特征在于方法過程為將細胞懸液加入細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，然后將芯片置于顯微鏡下觀察細胞的貼壁及生長情況。
6.按照權(quán)利要求5所述細胞共培養(yǎng)的方法，其特征在于將細胞懸液加入細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待細胞貼壁且細胞密度大于80%后，輕輕將芯片揭去，吸去培養(yǎng)基，磷酸鹽緩沖液沖洗一次，加入公共培養(yǎng)基，立即在顯微鏡下尋找兩種細胞間的缺損區(qū)并拍照；繼續(xù)放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其后每隔M小時對缺損區(qū)拍照一次，根據(jù)實驗要求連續(xù)動態(tài)拍照觀察數(shù)天；觀察共培養(yǎng)后細胞的遷移情況。
7.按照權(quán)利要求5所述細胞共培養(yǎng)的方法，其特征在于將細胞懸液加入細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待細胞貼壁且細胞密度大于60%后，吸去培養(yǎng)基，加入公共培養(yǎng)基，使培養(yǎng)基液面高于隔板高度；繼續(xù)放置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，根據(jù)實驗要求共培養(yǎng)數(shù)天后，根據(jù)檢測指標特點可分別對各細胞進行提取以進行蛋白或核酸等分子生物學檢測， 或者分別對各細胞進行光學成像檢測。
8.按照權(quán)利要求6、7所述細胞共培養(yǎng)的方法，其特征在于所述公共培養(yǎng)基是共培養(yǎng)的細胞共同使用的培養(yǎng)基，其成分依共培養(yǎng)細胞種類的不同而不同。
全文摘要
一種細胞共培養(yǎng)用芯片及共培養(yǎng)方法；該芯片由2～99個相同的細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這些培養(yǎng)結(jié)構(gòu)之間通過隔板結(jié)構(gòu)相互分隔；其細胞共培養(yǎng)方法為將細胞懸液加入細胞培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，放入細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，然后將芯片置于顯微鏡下觀察細胞的貼壁及生長情況；本發(fā)明所述芯片利用了隔板的物理阻擋作用，形成不同的細胞培養(yǎng)區(qū)域，只需在不同的培養(yǎng)區(qū)域接種不同的細胞即可實現(xiàn)細胞的共培養(yǎng)，操作簡便，實驗重復性高；該芯片可用于檢測細胞共培養(yǎng)后的多種指標。
文檔編號C12M3/04GK102206583SQ201010136519
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者張敏, 李艷峰, 秦建華 申請人:中國科學院大連化學物理研究所