什么是球體？

球體是指由細(xì)胞凝集而成的團(tuán)塊。
球體是通過3D培養(yǎng)將數(shù)千個(gè)細(xì)胞凝集而成的球形組織，與2D細(xì)胞培養(yǎng)相比，能長(zhǎng)時(shí)間維持高功能表達(dá)。由于它會(huì)形成代謝梯度，因此會(huì)出現(xiàn)不均勻的細(xì)胞分布，細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM：Extracellular Matrix）間或者細(xì)胞間會(huì)產(chǎn)生相互作用。此外，球體是神經(jīng)組織、胚狀體、肝細(xì)胞、腫瘤組織或乳腺來源細(xì)胞等多種細(xì)胞的聚集體。相對(duì)于2D細(xì)胞培養(yǎng)而言，它的結(jié)構(gòu)更接近于生理學(xué)上的構(gòu)造，因此可以在患病時(shí)高度再現(xiàn)多種組織的狀態(tài)。
出于這些特性，球體廣泛用于評(píng)估藥物有效性和毒性的篩查試驗(yàn)。另外，以治療為目的將球體向患者移植的研究也正在進(jìn)行，且在缺血性疾病及肝病治療方面，球體的有效性已獲認(rèn)可。

什么是類器官？

類器官是指將球體進(jìn)一步升級(jí)而具備臟器功能的細(xì)胞培養(yǎng)物。
真正的臟器因無法持續(xù)供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)而無法培養(yǎng)。而類器官由于尺寸小且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此能夠培養(yǎng)。類器官與球體的區(qū)別在于，球體是對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)細(xì)胞進(jìn)行三維培養(yǎng)而成的細(xì)胞塊，而類器官則是為具備臟器的特定功能而由多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的更為復(fù)雜的組織。
類器官用于腦、脊髓、肺、腎臟、胃、腸道等各種臟器研究。另外，在癌癥研究領(lǐng)域，使用患者的腫瘤細(xì)胞制作類器官，將其作為目標(biāo)模型進(jìn)行研究。

球體的培養(yǎng)方法

常用的培養(yǎng)方法稱為單層培養(yǎng)（monolayer culture），細(xì)胞在平坦的單層上增殖。而當(dāng)增殖的細(xì)胞覆蓋整個(gè)培養(yǎng)容器的培養(yǎng)面積時(shí)，增殖會(huì)由于出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象而受到抑制，或出現(xiàn)細(xì)胞死亡。而且，由于是平面增殖，細(xì)胞間的結(jié)合率低，難以再現(xiàn)生物體內(nèi)的環(huán)境。但是，3D培養(yǎng)的細(xì)胞是保持在生物體內(nèi)的形狀進(jìn)行立體增殖。由于細(xì)胞間的結(jié)合率高，因此可以進(jìn)行信息傳遞，能夠進(jìn)行接近生物體內(nèi)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)。出于上述原因，單層的培養(yǎng)細(xì)胞存在可能無法評(píng)估藥物有效性等的問題。

一般來說，3D培養(yǎng)中會(huì)優(yōu)先選擇構(gòu)成細(xì)胞數(shù)相近、大小、形狀均勻的球體。而且是否可以大量制造也是一個(gè)十分重要的條件。
球體的培養(yǎng)方法有三種：用非粘附性培養(yǎng)板搖動(dòng)培養(yǎng)；利用表面張力使細(xì)胞彼此粘附；一邊旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)室一邊培養(yǎng)。下面介紹3種目前廣泛使用的培養(yǎng)方法。

• Non-adhesive surface細(xì)胞培養(yǎng)法

• 使用非粘附性培養(yǎng)板的培養(yǎng)法。非粘附性培養(yǎng)板是提高了表面親水性的細(xì)胞培養(yǎng)板。滴落在非粘附性培養(yǎng)板上的細(xì)胞懸浮在培養(yǎng)基中，細(xì)胞彼此粘附形成球體。搖動(dòng)培養(yǎng)板還可以提高細(xì)胞的接觸概率。其優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)培養(yǎng)板的大小一次性培養(yǎng)大量的球體。

• Hanging drop細(xì)胞培養(yǎng)法

• 此培養(yǎng)方法將懸浮在培養(yǎng)基的細(xì)胞液滴在培養(yǎng)板蓋的內(nèi)側(cè)，培養(yǎng)因表面張力而隆起的液滴。在重力作用下細(xì)胞向下聚集，細(xì)胞相互粘附來培養(yǎng)球體。其優(yōu)點(diǎn)是易于保持單個(gè)球體中的含有細(xì)胞數(shù)一致。

• Rotary細(xì)胞培養(yǎng)法

• 通過旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)室來培養(yǎng)球體的方法。旋轉(zhuǎn)讓懸浮狀態(tài)的細(xì)胞均勻地彼此接觸，因此可以制造細(xì)胞數(shù)和大小都相對(duì)均等的球體。由于此方法能夠大量培養(yǎng)制作球體而備受矚目。

球體的觀察事例

在以下實(shí)例中，利用基恩士一體化熒光顯微成像系統(tǒng)BZ-X800，對(duì)通過透明化試劑Scale實(shí)施透明處理的HEK293球體進(jìn)行觀察。死細(xì)胞發(fā)出紅光，可觀察不同條件下的死細(xì)胞分布及增減。

利用BZ系列的切片功能，即使觀察有厚度的樣品時(shí)也可不受背景散射光的影響。