一种新的方法,通过将活/死细胞成像与氧气建模相结合来确定球体内的细胞氧的临界生存值

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 细胞生物学 细胞生物学
• 缺氧研究 缺氧研究

背景情况:

• 精确测量3D组织中诱导细胞死亡的氧气水平,对于理解组织缺氧至关重要.
• 在3D细胞培养中量化临界生存部分氧气压 (pO2) 的现有方法在技术上具有挑战性,并且缺乏高空间分辨率.

研究的目的:

• 引入一种非侵入性,高通量方法来量化具有高空间分辨率的球体内的临界生存部分氧气压 (pO2).
• 建立一个有价值的工具,用于基本的缺氧研究和转化应用在细胞疗法.

主要方法:

• 使用透氧的微金字塔图案培养板,用于精确控制单个球体周围的低氧条件.
• 采用半自动活/死细胞成像来确定球体内的几何活/死细胞边界.
• 集成的计算氧气建模计算pO2在活/死边界,定义临界生存氧气水平.

主要成果:

• 在胰腺小岛 (2.43 ± 0.08 mmHg) 和瘤衍生的伪岛 (0.84 ± 0.04 mmHg) 中确定了临界生存pO2,表明伪岛的低氧耐受性更高.
• 证明,在典型尺寸的初级岛屿中,可以在14.5mmHg以上的组织pO2下保持100%的岛屿活力.
• 验证了该方法在评估细胞移植疗法中移植存活率的适用性,其中缺氧是障碍.

结论:

• 开发的方法提供了一种多功能和高通量方法,用于在3D细胞球体中非侵入性地评估关键氧气水平.
• 提供了关于不同细胞类型对低氧的不同生理反应的见解.
• 有潜力通过告知氧化策略来完善细胞疗法中的翻译研究.