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探秘微重力三維細(xì)胞培養(yǎng):低剪切力如何重塑細(xì)胞生長環(huán)境?

閱讀:167      發(fā)布時間:2025-6-9
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微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中的低剪切力是該系統(tǒng)的一個重要特性,對細(xì)胞培養(yǎng)有重要影響,以下是相關(guān)介紹:

 

產(chǎn)生原理

 

在微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中,如微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)(TDCCS-3D),通過特定的裝置設(shè)計和培養(yǎng)條件來實現(xiàn)低剪切力環(huán)境。使細(xì)胞在培養(yǎng)基中處于不斷的自由落體狀態(tài),細(xì)胞與培養(yǎng)液之間的相對運動較為平穩(wěn),減少了因重力引起的流體對流和剪切力。同時,系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度通常被控制在一定范圍內(nèi),避免因過快旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生過大的剪切力,從而為細(xì)胞營造了一個低剪切力的培養(yǎng)環(huán)境。

 

對細(xì)胞的影響

 

- 利于細(xì)胞生長和組織形成:低剪切力環(huán)境更接近體內(nèi)細(xì)胞所處的生理狀態(tài),有助于細(xì)胞的貼壁、增殖和分化。在這種環(huán)境下,細(xì)胞能夠更好地保持其原有的生物學(xué)特性,有利于三維組織的形成和發(fā)育,例如在培養(yǎng)乳腺癌細(xì)胞時,可促使細(xì)胞形成更接近體內(nèi)腫瘤結(jié)構(gòu)的三維球體,球體內(nèi)部細(xì)胞間的連接更加緊密,細(xì)胞外基質(zhì)的分泌也更接近生理狀態(tài)。


- 減少細(xì)胞損傷:過高的剪切力可能會對細(xì)胞造成機械損傷,影響細(xì)胞的正常代謝和功能。低剪切力環(huán)境可以降低這種損傷風(fēng)險,維持細(xì)胞的完整性和功能,使細(xì)胞能夠在更穩(wěn)定的環(huán)境中生長和進行各種生理活動,對于長期培養(yǎng)細(xì)胞以及研究細(xì)胞在特定生理過程中的變化具有重要意義。


- 影響細(xì)胞信號通路:低剪切力可以通過影響細(xì)胞表面的力學(xué)感受器,進而調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的信號通路。研究表明,在低剪切力環(huán)境下,一些與細(xì)胞生長、分化和存活相關(guān)的信號通路會被激活或抑制,從而影響細(xì)胞的生物學(xué)行為。例如,在乳腺癌細(xì)胞中,低剪切力可能通過調(diào)節(jié)某些信號通路,影響細(xì)胞的增殖和侵襲相關(guān)基因的表達,為研究乳腺癌細(xì)胞的生物學(xué)特性和腫瘤發(fā)生發(fā)展機制提供了新的視角。


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