球體及類器官的透明處理觀察

什么是球體？

球體是指由細胞凝集而成的團塊。
球體是通過3D培養將數千個細胞凝集而成的球形組織，與2D細胞培養相比，能長時間維持高功能表達。由于它會形成代謝梯度，因此會出現不均勻的細胞分布，細胞與細胞外基質（ECM：Extracellular Matrix）間或者細胞間會產生相互作用。此外，球體是神經組織、胚狀體、肝細胞、腫瘤組織或乳腺來源細胞等多種細胞的聚集體。相對于2D細胞培養而言，它的結構更接近于生理學上的構造，因此可以在患病時高度再現多種組織的狀態。
出于這些特性，球體廣泛用于評估藥物有效性和毒性的篩查試驗。另外，以治療為目的將球體向患者移植的研究也正在進行，且在缺血性疾病及肝病治療方面，球體的有效性已獲認可。

什么是類器官？

類器官是指將球體進一步升級而具備臟器功能的細胞培養物。
真正的臟器因無法持續供應營養而無法培養。而類器官由于尺寸小且結構簡單，因此能夠培養。類器官與球體的區別在于，球體是對簡單結構細胞進行三維培養而成的細胞塊，而類器官則是為具備臟器的特定功能而由多個細胞構成的更為復雜的組織。
類器官用于腦、脊髓、肺、腎臟、胃、腸道等各種臟器研究。另外，在癌癥研究領域，使用患者的腫瘤細胞制作類器官，將其作為目標模型進行研究。

球體的培養方法

常用的培養方法稱為單層培養（monolayer culture），細胞在平坦的單層上增殖。而當增殖的細胞覆蓋整個培養容器的培養面積時，增殖會由于出現接觸抑制現象而受到抑制，或出現細胞死亡。而且，由于是平面增殖，細胞間的結合率低，難以再現生物體內的環境。但是，3D培養的細胞是保持在生物體內的形狀進行立體增殖。由于細胞間的結合率高，因此可以進行信息傳遞，能夠進行接近生物體內環境的實驗。出于上述原因，單層的培養細胞存在可能無法評估藥物有效性等的問題。

一般來說，3D培養中會優先選擇構成細胞數相近、大小、形狀均勻的球體。而且是否可以大量制造也是一個十分重要的條件。
球體的培養方法有三種：用非粘附性培養板搖動培養；利用表面張力使細胞彼此粘附；一邊旋轉培養室一邊培養。下面介紹3種目前廣泛使用的培養方法。

• Non-adhesive surface細胞培養法

• 使用非粘附性培養板的培養法。非粘附性培養板是提高了表面親水性的細胞培養板。滴落在非粘附性培養板上的細胞懸浮在培養基中，細胞彼此粘附形成球體。搖動培養板還可以提高細胞的接觸概率。其優點是可以根據培養板的大小一次性培養大量的球體。

• Hanging drop細胞培養法

• 此培養方法將懸浮在培養基的細胞液滴在培養板蓋的內側，培養因表面張力而隆起的液滴。在重力作用下細胞向下聚集，細胞相互粘附來培養球體。其優點是易于保持單個球體中的含有細胞數一致。

• Rotary細胞培養法

• 通過旋轉培養室來培養球體的方法。旋轉讓懸浮狀態的細胞均勻地彼此接觸，因此可以制造細胞數和大小都相對均等的球體。由于此方法能夠大量培養制作球體而備受矚目。

球體的觀察事例

在以下實例中，利用基恩士一體化熒光顯微成像系統BZ-X800，對通過透明化試劑Scale實施透明處理的HEK293球體進行觀察。死細胞發出紅光，可觀察不同條件下的死細胞分布及增減。

利用BZ系列的切片功能，即使觀察有厚度的樣品時也可不受背景散射光的影響。