[实用新型]细胞共培养装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种细胞共培养装置，属于生物技术领域，它有助于细胞生物学和生物医学等方面对细胞间在共同生长环境下的相互作用与相互关系的研究。

背景技术

目前，肿瘤微环境是近年来提出的新概念，它由肿瘤细胞、细胞外基质(extracellular matrix，ECM)以及许多基质细胞组成，包括成纤维细胞、免疫和炎性细胞、脂肪细胞、平滑肌细胞以及血管内皮细胞等，是一个复杂的综合系统。研究表明，肿瘤能够诱导局部微环境的改变从而有利于其自身发展。微环境内各种细胞与肿瘤细胞相互作用，在其周围产生大量的细胞因子、趋化因子、基质降解酶等，从而形成一个庞大而复杂的网络。越来越多的研究证实，肿瘤的发生、发展、转归及生物学行为与其所处的微环境状态密不可分。

目前，研究肿瘤微环境已成为防治肿瘤的新方向，亦为肿瘤患者带来了新的曙光。然而，肿瘤微环境研究模型尚不成熟可能是阻碍解决这一难题的主要原因，因此，建立理想的肿瘤微环境模型显得极为迫切和重要。

细胞培养是生物学及医学领域的重要技术，单种细胞的培养形式是目前应用最为广泛的培养形式。这种培养方式具有以下优点：可直接观察活细胞的形态结构和生命活动、研究基因及蛋白的表达以及在不同处理因素作用下发生的变化及其机制、易于提供大量生物性状相似的实验对象以及耗资少等。缺点是缺乏肿瘤细胞与肿瘤细胞、肿瘤细胞与正常细胞之间、细胞与细胞周围基质之间的交互作用，无法实现多种细胞之间的交流，也就是说无法准确地模拟细胞在体内的真实环境，然而这种体内环境对细胞生长、增殖、迁徙等生物学特性都极为重要。

为了能够建立更类似于体内环境的培养体系，尽可能使体外环境与体内环境相吻合，从而使细胞间能相互沟通信息，相互支撑生长增殖，20世纪80年代后期，人们在原有单种细胞培养技术的基础上开发出了细胞共培养技术。细胞共培养技术是将2种或2种以上的细胞共同培养于同一环境中的技术，由于其具有更好反映体内环境的优点，所以这种方法被越来越广泛地应用于现代细胞学的研究中。按照共培养方式的不同，细胞共培养又可分为直接共培养和非直接共培养。直接共培养是指将不同细胞直接接种在同一培养容器中，使得不同的细胞彼此直接接触。直接共培养的缺点是难以清楚地观察不同种细胞的生长，并且难以分离特定的目的细胞用于后续的研究。非直接共培养是将不同细胞培养在不同的载体上，再将所述载体置于同一培养环境中。市场上现有的非直接培养体系有Millipore公司的Millicell悬挂式小室和康宁(Corning)公司的Transwell共培养系统。这些商品化的共培养体系操作简单，目前在研究中得到广泛应用。这些系统的缺点是只能进行二种细胞的共培养，无法实现多种细胞同时共培养，同时也无法实现体内微环境流动。此外，还有一种共培养方法就是采用条件培养基进行培养，也就是说，一种细胞经过一定的药物或射线照射处理后，将其上清液移到另一株细胞中，这种方法消耗试剂耗材，同时也消耗研究人员大量的工作时间，且操作繁琐。

综上所述，肿瘤的发生、发展通常是由多种细胞共同作用的结果，就以实体瘤胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)为例：其微环境组成极为丰富，有炎症样的间质反应、有排列紊乱的成纤维细胞和宽大胶原束、有聚集的免疫细胞、有增生的神经纤维和胰岛、新生的血管、残留的萎缩导管和腺泡等等，这些与胰腺导管腺癌细胞共同构成了PDAC颇具特征的微环境。那么在这样的微环境中，肿瘤细胞通过何种机制对其周围环境进行改造，而周围环境又通过何种机制促进肿瘤细胞行使各种生物学功能，何种细胞及因子参与了此重要过程以及如何利用这些细胞及因子对肿瘤细胞进行抑制等等有一些列的问题有待解决。因此，研究人员迫切需要能够同时将更多细胞纳入到同一种培养环境中，并且能够分别对各种细胞类型进行进一步研究的共培养体系。另外，辐射旁效应的研究是肿瘤放射治疗研究领域一非常重要的研究方向，在实际研究中我们不仅需要了解照射后对肿瘤细胞的作用，我们还必须了解在肿瘤细胞受到照射后对其周围组织器官的影响又如何？