スフェロイド形成

肺癌細胞の球体形成

癌の免疫治療、遺伝子編集と化学治療の最新進展は測定新技術と薬物に頼れる体外腫瘍モデルのニードを強調した。腫瘍球体は動態細胞-細胞と細胞-基質の相互作用特性を持つ多細胞集合体であり、より精確な体外腫瘍モデルを開発するのに重要な作用がある。

目的

プロジェクトの目的は人体肺腺癌細胞系A549がGelMAに基づくバイオインクでバイオプリントされた後の球体形成を研究すること。

 

 

利用するCELLINK製品

  • CELLINK GelMA.
  • GelMA C.
  • GelXG.
  • BIO X.

スフェロイド形成

スフェロイドは多細胞の集合体であり、インテグリン結合を通じて単細胞を繋げる細胞外マトリックスファイバーからなる。細胞と細胞の接触により、E-カルシウム粘性タンパク質の表現が増加した。これらのE-カルシウム粘性タンパク質は相互作用によって緊密な構造をなした。動態の細胞-細胞と細胞-基質の相互作用により、スフェロイドは単細胞よりも複雑である。そのため、体外で体内組織のミクロ環境を模擬する重要なツールとなった。

隣の多光子画像によると、14日間培養後、GelXGバイオインクでスフェロイドが形成された。

バイオプリントはスフェロイドが形成できる

CELLINKでは、我々はバイオプリントを使って肺癌細胞系がGelMAに基づくバイオインクでのスフェロイド形成を研究した。A549細胞をGelMA Cバイオインクに混合した後、我々は96穴プレートで小さな点滴をプリントした。コンストラクタを14日間培養し、明視野顕微鏡で細胞の集まりを観察した。

14日間培養後、スフェロイドの形成が測定された。例えば右側の明視野画像の示す通り。該当画像はコンストラクタのエッジで三つのスフェロイドを表現する。

集合と遷移

我々はGelXGバイオインクを使ってA549細胞を培養し、細胞活気と集合状況を研究した。小さな点滴のプリントと光硬化を行う前に、我々はバイオインクを細胞と混合した。わずか7日で細胞集団が形成され、しかも14日目までに成長を続けた。14日目、培養された細胞の生存率は85%を超えた。

3Dバイオプリントの癌モデルによると、細胞は集合体を形成し、しかも光硬化のGelXGで自由に遷移することができる。隣の多光子成システムは14日目に撮影された画像で癌細胞集団(黄色)と癌細胞通路を表現した。癌細胞バイオインク(紫色)内の遷移現象が証明された。

大きさの異なるスフェロイド

我々はもう一種の純GelMAバイオインクを使ってA549肺癌細胞を負荷する小点滴をプリントした。我々はミリリットル毎のバイオインクに500万個細胞数で細胞を混合し、点滴にプリントした。これらの点滴は光硬化さら、30日間培養される。GelMAバイオインクの透明性により、我々は明視野の顕微鏡で細胞集合が観察できる。

プリントする時に、全ての細胞は均等にバイオインクに分布される。培養される16日間以内に、細胞は遷移、集合を見せる。小さな集団か大きなスフェロイドを形成しようか、形成後の直径は皆150µmに達した。

結論

CELLINK GelMAに基づくバイオインクを使って肺癌細胞のバイオプリントを行うことで、これらの細胞を遷移させ、一緒に集合させることができる。また、高い細胞活気のあるスフェロイドが形成できる。これらの3D癌モデルは細胞遷移の研究に使える、しかも形成されたスフェロイドで薬物テストができる。