开发和评估一个3D工程神经共同培养系统:对氧化应激的影响,酸通路,微量元素和矿物代谢的影响
Duygu Aydemir1, Buse Keleş2, İrem Polat3
1School of Medicine, Department of Medical Biochemistry, Koc University, Rumelifeneri Yolu, Sariyer, Istanbul 34450, Türkiye; Koc University Research Center for Translational Medicine (KUTTAM), Sariyer, Istanbul 34450, Türkiye; Istanbul University Institute of Child Health, Department of Pediatric Basic Sciences, Division of Medical Genetics, Istanbul 34093, Türkiye.
Journal of neuroscience methods
|November 1, 2025
概括
这项研究开发了一种无毒的3D共同培养系统,使用GelMA水凝来研究细胞代谢. 该系统支持活跃的,代谢活跃的细胞,并随着时间的推移揭示了微量元素水平的显著变化.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 三维 (3D) 共同培养系统可以研究复杂的细胞-细胞和细胞-微环境相互作用.
- 在3D模型中了解细胞代谢对于了解多细胞动态至关重要.
研究的目的:
- 开发和描述一种用于神经应用的新型3D共同培养系统.
- 在这个3D模型中,全面研究细胞代谢,包括酸通路 (PPP) 和抗氧化酶活性.
- 评估3D环境对微量元素和矿物质水平的影响.
主要方法:
- 使用光聚合凝甲酸盐 (GelMA) 水凝封装神经母细胞瘤 (SH-SY5Y) 和内皮细胞 (HUVEC) 的3D共同培养系统的开发.
- 通过富里埃变换红外光谱 (FTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM) 对水凝的结构分析.
- 测量细胞增殖,抗氧化酶活动 (G6PD,6-PGD,GR,GST,GPx) 和微量元素/矿物质水平.
主要成果:
- 根据ISO 10993-5.5的3D共培养系统证明了无毒性 (细胞活力>80%在7天内).
- 关键的抗氧化酶在联合培养中保持不变,长达7天.
- 在7天内, (Na), (Ca),铜 (Cu), (Zn) 和 (Mg) 水平显著增加.
结论:
- 基于GelMA的3D构造有效地支持活跃和代谢活跃的细胞.
- 该研究提供了一个强大的方法框架,用于研究3D环境中的复杂代谢动态.
- 这种方法在组织工程,疾病建模和药物开发方面具有潜在的应用.
