הקדמה: מדוע אינטראקציות תאים-Cell Define Spheroid ביולוגיה

מערכות תרבות Spheroid הפכו אבן הפינה של ביולוגיה תלת מימדית (3D) תאים, המציע פלטפורמה מתקדמת מבחינה פיזיולוגית שמשגנת את הפער בין מונושכבות 2D קונבנציונליות ורקמות vivo.בניגוד לתרבויות שטוחות, תת-קרקעיות, spheroids הם עצמם מקבץ עצמאי של תאים אשר מבססים באופן פעיל תכונות מפתח של רקמות מוצקות, כולל צפיפות תאים, מטבולית (MEC) ותגובה מעגלית, כלומר, הם רק אינטראקציות מורכבות של תאים.

הבנת אינטראקציות סלולריות ב 3D Context

אינטראקציות תאיות כוללות את המגעים הפיזיים הישירים ואת הדיאלוגים המתרחשים בין תאים שכנים.ב spheroid, תאים ארוזים אדריכלות צפופה תלת-ממדית שבו כל תא מוקף אחרים בכל הצדדים.גאומטריה זו יוצרת מיקרו-סביבה שהיא שונה ביסודה מן המתכננים, תנאי תת-קרקעי של תרבות סטנדרטית.

השוואת 2D Monolayers ו 3D Spheroids

בתרבות 2D, תאים מקבצים אל פני השטח פלסטיק או מצופים ומופץ, חושף רק חלק משטחם לתאים שכנים.מגעי תאי תאים מוגבלים לנקודות מאוחרות, ו קולטנים רבים של דבקות מעורבים עם תת-קרקעית ולא עם תאים אחרים.זה מוביל לדינמיקה מוצקה, כגון הפעלה של מסלולים לא-מדומים ודיכוי של צמתיקים-מדומים כמעט, כאשר תאים אלה הם כמעט מפוצצים, כמעט, כמעט, בתוך תאים מוגזמים בעלי עוצמה גבוהה יותר.

הבצל הפיזי של התקשורת

(א) ניתן לסווג את האינטראקציות בין תאי התאים (i) ל-i)FLT:0 (adhesive Junction) 1 (i) המספקים החזקות מכניות (ii)FLT:2communicating צומת 3) המאפשרות החלפת ישירה של מולקולות קטנות, ו (iii) FLT:4 דונם ו- Juxacrineing Signaling FLT:5 מתווך על ידי גורמים תואמים או תואמים את המשתנים אלה.

סוגים של אינטראקציות סלולריות ב- Spheroids

צומת אדרנס: The Cadherin- Based Glue

(המתק) הם המתווך העיקרי של אדמדן תאי תאים כמעט בכל הרקמות המוצקות (המכונים: נוגדנים תלויים בסידן:0cadherin חלבונים מ-FLT5 1 - בדרך כלל E-cadherin) בתאים אפיתליים הראשונים ו-N-cadherinatedin מחזקים את התאים הקומפקטיים או העצביים (החומרים) של תאים חד-מסוגים).

תקנה של צומת Adherens במיקרונומנטואיד

הביטוי וההתאזרחות של קדרינס מוסדרות באופן דינמי על ידי המיקרו-סביבה המפולגת של ה- Hypoxia, למשל, יכולים להפחית את E-cadherin באמצעות Snail או Twist ליקורי, המוביל ל-Ephatheli-to-mesenchymal Transit (EMT) תופעה זו מנוצלת לעתים קרובות במודלים של סרטן כדי לחקור ו metasis, בנוסף לדחיסה קריטית.

צומת גפר: ערוצים Cytoplasmic ישירים

(ג) צומת הם ערוצים מיוחדים המורכבים מ-FLT:0 (connexin חלבוניםFLT):1 (למשל, Cx43, Cx1732) המשתרעים על המרחב הבין-תאים ומחברים את ה-cytoplasm של שני תאים סמוכים.כל ערוץ, הנקרא stophicials (Dytophin) ו- Crunites (Ricial) ב-APT) מאפשר s (Ricial Communications) 2, CRic) , כולל PTD2, CR) PTD2, CR) PTD2, CD) PTD) PTD) PTD2, , PTD2, PTD) PTD) PTD2, PTD2, PTD) PTD) PTD2, , , , , , , , , , , , , PTD) באופן קבוע, ספקטרום של פעילות עצבית, ספקטרום מהיר (R.

המונחים: measuring Gap Junction Function in Spheroids

פונקציונליות של צומת פער ניתן להעריך באמצעות הערות העברה צבע (למשל, לוציפר צהוב או calcein AM) או על ידי מדידה של הפיכה חשמלית. in spheroids, ההפצה של connexins היא לעתים קרובות heterogeneous, עם ביטוי גבוה יותר בשכבות היקפיות ונמוכות יותר בליבת עקב ההידרדרות המושרה hypoxia. ⁇ זה יוצר אזור של תקשורת שונה כי השפעות ארגוניות כוח אדם זה הוא מסוגלות של כלי טמפרטורות מטבוליות כגון מטבוליות.

חסרונות: Rivets for Mechanical Integrity

שרידים הם צומת בין-תאיים המספקים כוח מכני חזק, בדומה לנתיבים של נביחות במקום (Holssss) מורכבים מ-FLT:0cadherin- FamilyphFLT:1 (desmogleins ו desmocollins) המקשרים בין רכיבי תערובת (פלאטינים או desmin) באמצעות חלבונים כגון desplamokin ו- plakoglobins) אשר נמצאים תחת תכונות של מחלות לב חלשות, במיוחד.

צומת צמוד ו-Polarity Complexes

למרות פחות מודגש במאמר המקורי, צומת חזק (הכולל של occludins, קלאודינים, ו- ZO חלבונים) נמצאים גם ב spheroids נגזר אפיתליה מקוטבת.הם מקימים קוטביות דו-צדדית על ידי איטום החלל הבין-תאיבי ופריד apical מתחומים של כימות ⁇ ⁇ .

השפעה על תפקוד Spheroid ופיתוח

שמירה על אינטגרטיביות מבנית וקומפקטיות

אינטראקציות תאיות מספקות לכוחות הכפויים המחזיקים ב- spheroid יחד נגד כוחות של שר החוץ והלחצים הפנימיים. במהלך השעות הראשונות של התרבות, הדבקות המחושבת של קדרין מניעה הדבקה מהירה, ואחריו קומפקטיות תלוית אקטומוביץ' המפחיתה את הקומפואידיאואיד על ידי 30-50%.

תכונות של חמצן, חומרים מזינים, ו- Signalcules

אריזה צפופה (Cretens 4) מופעלת על ידי אדני תאים יוצרת אזורים מוגבלים דיפוזיה (Dox) חודרת רק כ-150-200 מיקרומטר (HIFs) מוסדרים על ידי הליבה היפותקסית ב spheroids גדול מ -400 מיקרומטר 289206ia-inducable גורמים (HIFs) ייצוב באופן פעיל של תאי ליבה, הפעלת גנים מעורבים בגירוגניציה, גליקוגניות, והישרדות, וחומצה, הם רק תאים פנימיים; הם רק תאים פנימיים; הם מעכבים; הם רק תאים פנימיים;

תקנה של התפשטות, אפופטוזיס, והפרדה

אינטראקציות תאים ישירות לשלוט האיזון בין התפשטות ו אפופטוזיס ב spheroids. Cadherin מעורבות מפעילה β-catenin איתותing, אשר מניע כניסה מחזור תאים תאים בתאים היקפיים.באותו זמן, E-cadherin-mediaed adhesion יכול לדכא anoikis (deachment-apoptosis) על ידי שמירה על inegrin, בניגוד ל-axicide, או ל-recaditicial של נוגדנים.

הבחנה גם תלויה בתקשורת בין-תאית.לדוגמה, הסטרואידים ההיפטיים שומרים על רמות גבוהות יותר של פונקציות ספציפיות לכבד (הסתר של האלבום, CYP450 פעילות) כאשר הם שומרים על הפיכה פערית. בדומה לכך, spheroids של תאי גזע עצביים מראים נוירוגנטינזה משופרת כאשר N-cadherin ו- Notchsigning הם שלמים.

יישומים במחקר וברפואה

בדיקת סמים ושקיפות

נוכחות של אינטראקציות תאים מציאותיות הופכת את spheroids מעל 2D monolayers עבור לחזות תגובות סמים vivo. Compound חדירה, למשל, מוגבל על ידי אריזה תאים ומורכבות צומת - מחסום החסר בתרבויות שטוחות. Spheroids גם להציג התנגדות רב-תאים (MCR) מתווך על ידי תקשורת פערים, אשר מאפשר תאים לשתף אנזימים (למשל, קרינת CULD) משפרת חומרים אלה של קרינת CEXD (D) לתוך קרינת CEXD) חומרים רעילה (D) או קרינת CEXD (D) קרינת CEXD (D) קרינת CEXD (D) קרינת CEXD (D (D) קרינת CEXD) קרינת CEXD (D) קרינת CEXD) מאפשרת כעת, באמצעות קרינת CEXD (D) קרינת CEXD (D (D (D.

Tumor Modeling and Metastasis Research

(לעיתים קרובות נקרא "מטוסטרואידים") לנצל אינטראקציות תאי תאים כדי לשחזר את הגידול microenvironment. heterotypic spheroids משלב תאים סרטניים עם fibroblasts, תאים חיסוניים, או תאים אנדוטיים מאפשרים בדיקה של תרכובות סטרוקנבין-22 (Ricol-Hsteri) ו-Fol Renova מחדש מודל (Lidial Revision) עבור סרטן מסוג NCR) עבור סרטן מסוג NCRX-F) ב-FD2X-F) אשר היה מסוגל לשפר את ה-FD2DVD2DVDVDNSDVDVICDVICDVDVDVS (RICD) לדגמיציקו מחדש של תאים סרטניים (R) לדגמיציקו מחדש של תאים סרטניים (R) ב-FD) לדגמיציפיית (R.

רפואה חדשנית והנדסת Tissue Engineering

Spheroids לשמש אבני בניין עבור biofabricationcation באמצעות 3D bioprinting או scaffold חינם ההרכבה. ההצלחה של גישות כאלה hinges על שימור אינטראקציות תאי תאים במהלך הדפסה ו היתוך לאחר מכן. pre-formed spheroids עם דבקים ופעמי פערים ממזגים במהירות רבה יותר וליצור רקמות פונקציונליות עם לקות גבוהות יותר.

פיתוח אמבריוני ו-Stem Cell Biology

גופים Embryoid (EB) - spheroids נגזר תאים גזע בשפע - להסתמך על אינטראקציות תאי תאים כדי ספציפי שכבת חיידקים היווצרות איברהים ו היווצרות איברנואידית ישירה.הקומפקטיות הראשונית המונעת על ידי E-cadherin מחקה את שלב ה-morula, בעוד שעקב אחר Wnt ו- Nodal ⁇ s מתעוררים מסמן מקומי ללא מניפולציה חיצונית.

מסקנה

אינטראקציות תאים הן החוטים הבלתי נראים שמערכות התרבות המפוארת של spheroid לתוך חיקוי מדויק, פונקציונלי של רקמות חי. מהרגעים הראשונים של ההדבקה להקמת ⁇ מטבוליות וסימן אותות, דבקות ותקשורת בין תאים להכתיב את המבנה ואת ההתנהגות של צומת תאים ספציפיים. Adherens, צומת, הערכה, desmosomes, ו צומתי דם חזק כל אחד מהם תורם תכונות מכניות ואפקטיביות במיוחד כדי להרחיב את הקשר מולקולרית של תאים מולקולריים מולקולריים בתוך מערכת ההפעלה מולקולרית של תאים מולקולרית ותפקוד מולקולרית ותפקוד משולב של תאים מולקולרית.