2021.5.28-29日，第一屆3D細胞培養與類器官研討會在上海萬豪虹橋大酒店舉辦，本次會議邀請來自科研院所，生物醫藥企業等機構的科研、研發人員，以及多位臨床醫生，大家就目前類器官技術發展程度、存在問題及可能的解決方法進行了深入探討，旨在推動以類器官為基礎的精準醫療研究及相應的臨床轉化，進一步加強類器官研究在腫瘤生物學、干細胞生物學、移植以及新藥開發等領域的應用及融合。美谷分子儀器（上海）有限公司也參加了本次研討會，帶來了關于3D細胞培養的新產品ImageXpress®Confocal HT.ai 智能化共聚焦高內涵成像分析系統和其解決方案。 

近幾年類器官技術發展迅速，被認為是生命科學領域最具有突破性的前沿科學技術之一，取得了許多令人振奮的成就。隨著類器官培養系統以及其實驗開發技術的不斷發展，類器官應用到了各大研究領域。到目前為止，類器官培養已用于各種組織，其中包括腸道、心臟、肝臟、胰腺、腎臟、前列腺、肺、視網膜以及大腦。類器官能更好地模擬體內環境，無疑在動物和細胞水平之間，為腫瘤研究、藥物篩選、再生醫學等領域提供了一個更好方案。在疾病研究、腫瘤藥敏、臨床免疫、藥物毒理、再生醫學等多學科領域展現出獨特的優勢。此外，3D類器官模型通過與活細胞成像、微流體芯片、質譜流式等技術結合將成為未來藥物研發、篩選、疾病診斷和研究的最具潛力的研究工具。

會議現場

美谷分子儀器展臺
 

美谷分子儀器的ImageXpress®Confocal HT.ai 智能化共聚焦高內涵成像分析系統可在高達兩倍的速度下捕獲較大的 3D 類器官和細胞球圖像 

ImageXpress®Confocal HT.ai

主要特點
　　• 8 通道的 7 色激光光源，與 LED 光源相比，可以產生更明亮的圖像和更高強度的信號，同時將大多數 3D 類器官和球體分析的采集速度提高一倍。
　　• 轉盤共聚焦技術，減少失焦光產生的干擾，使組織穿透更深，產生更清晰的圖像，提高軸向分辨率。
　　• 自動化水鏡技術，在不犧牲速度的情況下，提供高達 4 倍的信號增強，達到更大的靈敏度和圖像清晰度。
　　• IN Carta 軟件，利用現代化的機器學習技術，實現易操作的、以工作流引導式的高內涵圖像分析。
　　精準助力探索更多可能
　　• AgileOptix ™ 轉盤共聚焦技術消除了失焦光線的干擾，并提供了對厚組織樣本更深入的了解
　　• 機器學習減少了分類錯誤，增強了對復雜模型的高通量篩選和分析
　　• 快速地成像和識別細胞和細胞內事件
　　• 無偏向的細胞分割和表型特征提取

相關解決方案

1.利用高內涵3D成像及分析，肺類器官可作為體外毒性評價的分析模型

這里我們闡述了一種高內涵成像方法，可以監測和可視化肺類器官的生長和分化，3D 結構的重建，類器官結構的復雜分析，細胞形態和活力，以及不同細胞標記物的表達。3D 肺類器官植入在 Matrigel domes。發育中的類器官包括具有復雜形態的球形物體，包括腔和膀胱結構。在 8 周的生長過程中，我們監測到了大小和復雜性的增加。用透射光監測類器官，然后用 20-30 層 Z 軸掃描透過基質凝膠對染色的類器官成像，物鏡倍數為 10 – 40x。 使用 ImageXpress® Confocal HT.ai 智能化共聚焦高內涵成像分析系統新配置的激光光源顯著的提高照明強度，從而顯著提高了亮度、檢測靈敏度和成像速度。

2.高密度無支架培養的 3D 細胞球高通量篩選應用于腫瘤毒性研究

與傳統的 2D 培養模型相比，3D 球體模型能夠更好地模擬腫瘤的體內組織結構、基因表達和代謝情況，因此癌癥研究的 3D 球體模型越來越受歡。先前的研究表明，3D 培養顯示出多種體內腫瘤特征，如細胞 - 細胞 /ECM 相互作用、藥物外顯率、劑量反應和耐藥。與實體瘤相似，球狀體由外部細胞增殖區、中層靜止細胞和內部壞死核心組成，這些壞死核心細胞暴露在缺氧條件下。這些相似之處表明，3D 模型將有助于更好地評估藥物安全性，并有助于成功識別抗腫瘤化合物 。

3.器官芯片模型中血管生成的 3D 圖像分析與表征

 血管生成是由預先存在的血管所形成和重塑的新血管及毛細血管的生理過程。這可以通過血管和毛細血管的內皮細胞出芽或分裂來實現。血管細胞通過降解細胞外基質對適當的刺激做出反應，隨后誘導內皮細胞增殖和遷移。 細胞經歷過這些過程后，形成一個包含腔的管，一個動態的空間，促進血液流動和氧、二氧化碳、一氧化氮和營養物質的交換。血管生成是生長發育、傷口愈合和肉芽組織形成的重要過程。血管生成生長也會支持腫瘤細胞在健康組織中的侵襲，在癌癥研究中通常被量化監測。當血管芽向血管生成刺激源延伸時，內皮細胞利用黏附分子進行縱向遷移。這些芽隨后形成環狀，利用遷移至此的細胞形成一個完整的血管腔。出芽過程在體內以每天幾毫米的速度進行著，并使新的血管能夠跨越間隙生長。