一種調控兩種細胞間距離的方法技術

將一種細胞與聚陰離子(或聚陽離子)聚合物溶液或(/和)細胞外基質主要成分混合均勻后，加入到圓形玻片表面制備平板凝膠。然后，將平板凝膠浸入到聚陽離子(或聚陰離子)聚合物溶液中，控制反應時間，得到可調控厚度的聚電解質水凝膠膜，再將另外一種細胞接種在凝膠膜表面。通過改變平板凝膠膜的厚度，調控兩種細胞之間的作用距離。

【技術實現步驟摘要】
一種調控兩種細胞間距離的方法
本專利技術涉細胞、材料等領域，是一種調控兩種細胞間距離的方法。
技術介紹
在體內，組織的形成及其功能發揮都依賴于不同類型細胞間的相互作用。細胞之間的相互作用是通過細胞之間的相互接觸和可溶性因子相互交換(旁分泌作用)介導的，其作用機制非常復雜，精細的調控機制能使“信號”在合適的時間合適的地點發揮作用[BhatiaSN,BalisUJ,YarmushML,TonerM.Effectofcell-cellinteractionsinpreservationofcellularphenotype:cocultivationofhepatocytesandnonparenchymalcells.FasebJournal.1999；13:1883-900.]。目前越來越多的研究發現在不同的時間和空間狀態下，細胞之間的相互作用呈現不同的作用模式。當距離較近時，兩種細胞之間既存在細胞之間相互接觸介導的通訊，又存在旁分泌作用，因此目的細胞的功能[HuiEE,BhatiaSN.Micromechanicalcontrolofcell-cellinteractions.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica.2007；104:5722-6.]、干細胞特性維持[KimS,AhnSE,LeeJH,LimD-S,KimK-S,ChungH-M,etal.Anovelculturetechniqueforhumanembryonicstemcellsusingporousmembranes.StemCells.2007；25:2601-9.]和增殖[KawadaH,AndoK,TsujiT,ShimakuraY,NakmuraY,CharguiJ,etal.Rapidexvivoexpansionofhumanumbilicalcordhematopoieticprogenitorsusinganovelculturesystem.ExperimentalHematology.1999；27:904-15.]、分化能力等非常好；當距離較遠時，兩者之間只存在旁分泌，沒有細胞之間相互接觸進行的通訊，因此效果非常差；而對于不同類型的細胞，兩種細胞之間的作用距離是不同的。因此，在體外研究不同類型細胞之間的作用距離在免疫學、發育生物學、神經科學和腫瘤轉移研究中具有廣闊的應用前景。目前，調控兩種細胞間距離的方法主要借助于商業化的帶有多孔膜(transwell膜)的transwell小室實現。Transwell膜是固態多孔膜，材質主要為聚酯(PET)和聚碳酸酯(PC)，膜厚為10μm左右[KimMY,LiDJ,PhamLK,WongBG,HuiEE.Microfabricationofhigh-resolutionporousmembranesforcellculture.JournalofMembraneScience.2014；452:460-9.]。如果將兩種細胞直接混合在一起，可認為兩種細胞間距離為0μm(圖1C)。若將一種細胞接種在培養板底部，另外一種細胞接種在transwell膜上(圖1B)，兩種細胞間的距離是transwell膜與培養板的距離，為1mm左右。如果將一種細胞接種在transwell膜正面，另外一種細胞接種在transwell膜的背面(圖1A)，兩種細胞間的距離是多孔膜的膜厚，為10μm。利用transwell膜調控兩種細胞間的距離，存在以下幾方面問題：一是細胞間距離的調控能力有限，僅為10μm和1mm；二是在培養板或凝膠膜上培養的細胞處于2D的生長方式。因此，急需研發一種可連續調控細胞之間距離的方法。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提出一種新型的可連續調控兩種細胞之間距離的方法。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：將一種細胞與含聚陰離子或聚陽離子聚合物溶液混合均勻后，加入到圓形玻片表面制備平板凝膠；然后將平板凝膠浸入到含聚陽離子或聚陰離子的聚合物溶液中反應得到聚電解質水凝膠膜；再將另外一種細胞接種在凝膠膜表面。所述的平板凝膠為海藻酸鈣凝膠、殼聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠、膠原凝膠、透明質酸凝膠及硫酸纖維素凝膠中的一種或二種以上；所述的海藻酸或殼聚糖包括經過細胞外基質主要成分來源的多肽及半乳糖基團化學修飾的海藻酸鈉或殼聚糖；其中多肽包括精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)、異亮氨酸-賴氨酸-纈氨酸-丙氨酸-纈氨酸(IKVAV)、酪氨酸-異亮氨酸-甘氨酸-絲氨酸-精氨酸(YIGSR)、蘇氨酸-蘇氨酸-絲氨酸-色氨酸-絲氨酸-谷酰胺(TTSWSQ)、纈氨酸-苯丙氨酸-天冬氨酸-天冬酰胺-苯丙氨酸-纈氨酸-亮氨酸-賴氨酸(VFDNFVLK)、蘇氨酸-谷氨酸-天冬酰胺(TEN)中的一種或二種以上。所述聚電解質水凝膠平板膜中的含聚陰離子的聚合物為海藻酸鹽、透明質酸鹽及纖維素硫酸鹽、及上述聚陰離子的共聚物中的一種或二種以上，分子量在1kDa-2000kDa；所述聚電解質水凝膠平板膜中的含聚陽離子的聚合物為殼聚糖及其衍生物，α或ε聚賴氨酸，聚鳥氨酸、聚精氨酸，聚胺及其衍生物、聚酰胺及其衍生物、聚酰亞胺及其衍生物中的一種或二種以上，分子量在1kDa-500kDa。所述聚電解質水凝膠平板膜是通過聚陰離子聚合物與聚陽離子聚合物通過靜電作用形成的。所述步驟1)聚合物溶液還含有一定質量濃度(1mg/mL～6mg/mL)的細胞外基質主要成分，細胞外基質主要成分為膠原、彈性蛋白、纖粘連蛋白、層粘連蛋白、透明質酸、Matrigel基質、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素和硫酸角質素中的一種或兩種以上。所述水凝膠或凝膠膜的厚度在2μm-1000μm。所述兩種不同種類的細胞包括下述組合之一，多來源干細胞和多來源體細胞之間，多來源干細胞和轉基因細胞或細胞系之間；不同種類多來源體細胞自身之間；多來源體細胞和轉基因細胞或細胞系之間的共培養。所述多來源干細胞，包括胚胎干細胞或成體細胞；多來源體細胞是指從動物或人的各種組織中通過分離、培養而得到的已分化成熟的細胞；轉基因細胞是指導入了人工修飾基因的細胞，該細胞能夠表達所修飾基因的特定功能；細胞系是指通過選擇法或克隆形成法獲得的具有特殊性質或標志物的永生化細胞。所述兩種細胞間距離在2μm-1000μm。本專利技術具有如下優點：1、成本低，避免使用昂貴材料和工藝；2、聚陰離子(或聚陽離子)聚合物溶液或(/和)細胞外基質主要成分形成凝膠中的細胞處于三維的生長方式，可更好模擬體內細胞生長方式，從而能更好模擬體內細胞之間相互作用；3、通過聚電解質絡合形成的水凝膠膜理論上可實現膜厚的連續可控，可用于研究細胞間距離對共培養體系中細胞相互作用的影響。附圖說明圖1為Transwell膜調控兩種細胞間距離的示意圖。(A)細胞之間距離為transwell膜的膜厚，10μm；(B)細胞之間距離為transwell膜與培養板之間的距離，1mm左右；(C)兩種細胞直接混合在培養板上，可認為細胞間距離為0μm。圖2為用于調控細胞間距離的膠原/海藻酸鈣-殼聚糖凝膠膜制備流程圖。圖3為細胞本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種調控兩種細胞間距離的方法，其特征在于：1)將一種細胞與含聚陰離子或聚陽離子聚合物溶液混合均勻后，加入到圓形玻片表面制備平板凝膠；2)然后將平板凝膠浸入到含聚陽離子或聚陰離子的聚合物溶液中，反應得到聚電解質水凝膠膜；3)再將另外一種細胞接種在凝膠膜表面。

【技術特征摘要】
1.一種調控兩種細胞間距離的方法，其特征在于：1)將一種細胞與含聚陰離子或聚陽離子聚合物溶液混合均勻后，加入到圓形玻片表面制備平板凝膠；2)然后將平板凝膠浸入到含聚陽離子或聚陰離子的聚合物溶液中，反應得到聚電解質水凝膠膜；3)再將另外一種細胞接種在凝膠膜表面。2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的平板凝膠為海藻酸鈣凝膠、殼聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠、膠原凝膠、透明質酸凝膠及硫酸纖維素凝膠中的一種或二種以上；所述的海藻酸或殼聚糖包括經過細胞外基質主要成分來源的多肽及半乳糖基團化學修飾的海藻酸或殼聚糖；其中多肽包括精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)、異亮氨酸-賴氨酸-纈氨酸-丙氨酸-纈氨酸(IKVAV)、酪氨酸-異亮氨酸-甘氨酸-絲氨酸-精氨酸(YIGSR)、蘇氨酸-蘇氨酸-絲氨酸-色氨酸-絲氨酸-谷酰胺(TTSWSQ)、纈氨酸-苯丙氨酸-天冬氨酸-天冬酰胺-苯丙氨酸-纈氨酸-亮氨酸-賴氨酸(VFDNFVLK)、蘇氨酸-谷氨酸-天冬酰胺(TEN)中的一種或二種以上。3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚電解質水凝膠平板膜中的含聚陰離子的聚合物為海藻酸鹽、透明質酸鹽及纖維素硫酸鹽、及上述聚陰離子的共聚物中的一種或二種以上，分子量在1kDa-2000kDa；所述聚電解質水凝膠平板膜中的含聚陽離子的聚合物為殼聚糖及其衍生物，α或ε聚賴氨酸，聚鳥氨酸、聚精氨酸，聚胺及其衍生物、聚酰胺及其衍生物、聚酰亞胺及其衍生物中的一種或二種以上，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于煒婷，宋益哲，王秀麗，婁茹云，鄭會珍，馬小軍，
申請(專利權)人：中國科學院大連化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：遼寧,21