論文第一作者、多倫多大學生物材料和生物醫(yī)學工程研究所博士畢業(yè)生歐文·艾德奈特稱，微環(huán)境可極大影響細胞命運。該項研究的重要性在于，開發(fā)出的新工具將允許研究人員探究細胞對3D環(huán)境的敏感性。加拿大生物化學分析首席研究員、多倫多大學教授亞倫·惠勒則表示，與標準的2D細胞培養(yǎng)格式相比，以3D細胞培養(yǎng)方式生長的細胞，與生命系統具有更多的相似之處。

 

　　艾德奈特解釋說，更為自然的3D細胞培養(yǎng)物的生長是一大挑戰(zhàn)，因為目前所用的試劑較為昂貴，材料不便于自動化，在重復處理后3D矩陣還會分解。艾德奈特最終通過對惠勒實驗室首創(chuàng)的一種數字微流體平臺進行改進，解決了上述難題。

 

　　沉陷于水凝膠材料中的細胞，可緩慢地流經屏幕上的一塊類似微型棋盤的小區(qū)域。細胞可用穿過系統頂板上方開口的小電場進行策略性操縱。研究人員在這些微凝膠中培養(yǎng)腎細胞，在四五天時間內，細胞培養(yǎng)物就形成了類似原始腎臟的空心球體結構。

 

　　該工具為按照不同細胞數目組合成型提供了極大的靈活性，這些細胞可被組合成各種異想天開的微環(huán)境形狀和大小，比如星星、鉆石和圓圈等，也可用于設計模擬活體3D生態(tài)位，從而使研究人員得以了解這些因素如何影響細胞命運。

 

　　據艾德奈特介紹，更為重要的是，該研究成果可讓研究人員在一張信用卡大小的平臺上同時自動運行32個實驗。這一新型系統可允許子微升（sub-microlitre）量級的3D凝膠無手裝配，每個凝膠均可獨立尋址，流體交換則比更大尺寸的替代物更加柔和，試劑用量則可減少100倍。這一新工具將使3D細胞培養(yǎng)成為分子生物學研究中更具吸引力和更易接近的方式。

 

　　可以預見該平臺的多種應用可能，但研究人員最為興奮的是其在個性化醫(yī)療上的潛力?；堇照J為，收集患者的小組織樣本，將其分布到數字微流體設備的3D凝膠中，并通過篩選條件將可確定個性化療法。