近几年类器官技术发展迅速，被认为是生命科学领域最具有突破性的前沿科学技术之一，取得了许多令人振奋的成就。随着类器官培养系统以及其实验开发技术的不断发展，类器官应用到了各大研究领域。到目前为止，类器官培养已用于各种组织，其中包括肠道、心脏、肝脏、胰腺、肾脏、前列腺、肺、视网膜以及大脑。类器官能更好地模拟体内环境，无疑在动物和细胞水平之间，为肿瘤研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个更好方案。在疾病研究、肿瘤药敏、临床免疫、药物毒理、再生医学等多学科领域展现出独特的优势。此外，3D类器官模型通过与活细胞成像、微流体芯片、质谱流式等技术结合将成为未来药物研发、筛选、疾病诊断和研究的最具潜力的研究工具。
会议现场
美谷分子仪器展台
美谷分子仪器的ImageXpress Confocal HT.ai 智能化共聚焦高内涵成像分析系统可在高达两倍的速度下捕获较大的 3D 类器官和细胞球图像
ImageXpress Confocal HT.ai
主要特点
• 8 通道的 7 色激光光源，与 LED 光源相比，可以产生更明亮的图像和更高强度的信号，同时将大多数 3D 类器官和球体分析的采集速度提高一倍。
• 转盘共聚焦技术，减少失焦光产生的干扰，使组织穿透更深，产生更清晰的图像，提高轴向分辨率。
• 自动化水镜技术，在不牺牲速度的情况下，提供高达 4 倍的信号增强，达到更大的灵敏度和图像清晰度。
• IN Carta 软件，利用现代化的机器学习技术，实现易操作的、以工作流引导式的高内涵图像分析。
精准助力探索更多可能
• AgileOptix ™ 转盘共聚焦技术消除了失焦光线的干扰，并提供了对厚组织样本更深入的了解
• 机器学习减少了分类错误，增强了对复杂模型的高通量筛选和分析
• 快速地成像和识别细胞和细胞内事件
• 无偏向的细胞分割和表型特征提取
相关解决方案
1.利用高内涵3D成像及分析，肺类器官可作为体外毒性评价的分析模型
这里我们阐述了一种高内涵成像方法，可以监测和可视化肺类器官的生长和分化，3D 结构的重建，类器官结构的复杂分析，细胞形态和活力，以及不同细胞标记物的表达。3D 肺类器官植入在 Matrigel domes。发育中的类器官包括具有复杂形态的球形物体，包括腔和膀胱结构。在 8 周的生长过程中，我们监测到了大小和复杂性的增加。用透射光监测类器官，然后用 20-30 层 Z 轴扫描透过基质凝胶对染色的类器官成像，物镜倍数为 10 – 40x。 使用 ImageXpress Confocal HT.ai 智能化共聚焦高内涵成像分析系统新配置的激光光源显著的提高照明强度，从而显著提高了亮度、检测灵敏度和成像速度。
2.高密度无支架培养的 3D 细胞球高通量筛选应用于肿瘤毒性研究
与传统的 2D 培养模型相比，3D 球体模型能够更好地模拟肿瘤的体内组织结构、基因表达和代谢情况，因此癌症研究的 3D 球体模型越来越受欢。先前的研究表明，3D 培养显示出多种体内肿瘤特征，如细胞 - 细胞 /ECM 相互作用、药物外显率、剂量反应和耐药。与实体瘤相似，球状体由外部细胞增殖区、中层静止细胞和内部坏死核心组成，这些坏死核心细胞暴露在缺氧条件下。这些相似之处表明，3D 模型将有助于更好地评估药物安全性，并有助于成功识别抗肿瘤化合物 。
血管生成是由预先存在的血管所形成和重塑的新血管及毛细血管的生理过程。这可以通过血管和毛细血管的内皮细胞出芽或分裂来实现。血管细胞通过降解细胞外基质对适当的刺激做出反应，随后诱导内皮细胞增殖和迁移。 细胞经历过这些过程后，形成一个包含腔的管，一个动态的空间，促进血液流动和氧、二氧化碳、一氧化氮和营养物质的交换。血管生成是生长发育、伤口愈合和肉芽组织形成的重要过程。血管生成生长也会支持肿瘤细胞在健康组织中的侵袭，在癌症研究中通常被量化监测。当血管芽向血管生成刺激源延伸时，内皮细胞利用黏附分子进行纵向迁移。这些芽随后形成环状，利用迁移至此的细胞形成一个完整的血管腔。出芽过程在体内以每天几毫米的速度进行着，并使新的血管能够跨越间隙生长。