三维组织培养，让实验“活”起来！

传统的二维细胞培养作为基础实验工具，为药物筛选、疾病研究等带来了诸多突破，但因缺乏空间结构，无法真实模拟体内细胞生长环境，导致结果与实际情况存在差异。

 

三维细胞培养技术应运而生，成为连接传统二维培养与动物实验的重要桥梁。它能更好地还原细胞在体内的生理状态，使肿瘤细胞、神经细胞等在基因表达、营养获取、药物反应等方面更接近真实环境，极大提升研究的准确性和可靠性。

 

目前，由于三维细胞培养非常有效，其类型也在不断地丰富。

 

最简单的三维培养——球体（spheroids），是由单一类型细胞组成的球状集合体。它们常用于癌症研究和毒理学研究。

 

类器官模型（organoid models）是由多种细胞类型按照特定结构排列形成的三维培养，通常与某一特定器官相关。这些模型通常具有极性和内部腔隙，用于更好地模拟正常生理、疾病机制以及药物反应。

 

器官芯片（organ-on-a-chip）模型结合了微流控技术和三维培养方法，打造出能够模拟特定器官生理功能的微型装置。目前的应用包括药物的临床前疗效评估、安全性测试以及疾病建模。

 

其他三维细胞培养的变体，如使用生物打印等技术，也正在科学研究中。

 

开发可用的三维培养模型这一耗时的过程，曾使许多实验室难以采用三维培养技术。但如今，市场上已经有大量产品，能够帮助研究人员高效设计和培养多种可用的三维细胞培养模型。

 

研究人员可以使用经过优化的水凝胶，如康宁（Corning®）Matrigel®基质用于类器官培养，为细胞提供三维生长所需的物理支架，同时提供促进生长的信号因子。研究人员还可以使用球形微孔板（spheroid microplates），快速进行球体筛选实验。

 

 

文献报道了大量用于构建三维培养模型的技术，这些模型能够模拟肾脏、视网膜、脑组织、心脏、肝脏等器官的功能和疾病机制。

 

最终，患者将最直接感受到这项技术带来的影响。例如，精准医学研究有望根据患者的具体生物特征调整治疗方案。三维培养技术正在为肿瘤学等领域的精准医学研究提供支持。

 

三维组织培养的潜力终于在全球各地的实验室得以实现，研究人员现在可以更好地将传统培养皿的便捷性与真实动物模型的科学有效性结合起来。