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多通道氣液界面細胞直接暴露染毒技術-CultexRFS Compact

瀏覽次數(shù):3506 發(fā)布日期:2015-4-9  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
多通道氣液界面細胞直接暴露染毒技術-CultexRFS Compact,細胞氣液界面的直接暴露。在過去的幾十年里,大氣污染表現(xiàn)出驚人的速度,特別是今年中國霧霾的污染?諝庵蓄w粒物濃度的急劇增加導致了呼吸道急性或慢性疾病的影響。在傳統(tǒng)研究中,是通過動物的吸入暴露實驗,確定可吸入物質對健康的影響。到目前為止,用于探討替代動物實驗的研究方法,還比較少。
一種在氣-液界面,空氣與細胞直接接觸的實驗方法,由Cultex公司Aufderheide教授提出。細胞頂部表面直接暴露于一個恒流的大氣環(huán)境中,底部有培養(yǎng)基供給,并有恒定溫度及CO2環(huán)境。2009年,Cultex公司提出了經(jīng)典的輻射流氣道設計(Radial Flow System -Cultex® RFS),Cultex RFS被譽為細胞體外暴露方法中最成功的技術。
2014年,Cultex公司推出第三代細胞暴露染毒系統(tǒng)Cultex RFS Compact,細胞氣液界面的直接暴露。在RFS技術基礎上,compact增加了細胞培養(yǎng)暴露腔室數(shù)量,共計6個cell culture inserts,并分為兩組,可對其中一組(三個cell culture inserts)進行霧霾顆粒物暴露,另一組進行清潔空氣暴露的對比實驗,或6個腔室全部進行受試物/潔凈空氣的暴露實驗。
系統(tǒng)內(nèi)6腔室徑向分布,保證顆粒物均勻的分布到每個腔室。電加熱系統(tǒng)為細胞體外培養(yǎng)提供最佳溫度條件,專門的CO2接入單元保證細胞進行更長時間的體外暴露。系統(tǒng)集成到一個帶有緊鎖裝置的支架中,保證系統(tǒng)的氣密性。Cultex RFS Compact經(jīng)過Cultex實驗室對不同受試物質氣溶膠的劑量反應(dose-response),及不同暴露時間對受試物質細胞毒性的劑量依賴(dose-dependent)進行實驗驗證,驗證實驗表明其具有高度的實驗重復性及可靠性。
材料和方法
1、  Cultex RFS Compact
2、  6.5mm或12mm的細胞培養(yǎng)小室(cell culture inserts)
3、  Bronkhorst高精度MFC
4、  培養(yǎng)基灌注系統(tǒng)
5、  細胞株(ATCC:ccl-185)和分離的原代正常人支氣管上皮細胞(NHBE)
compact-1       compact-2
圖 1: 兩種氣路分布的CULTEX® RFS Compact
左圖: 三個細胞培養(yǎng)小室(cell culture inserts)暴露于受試氣溶膠,另外三個平行暴露于潔凈空氣
右圖: 六個細胞培養(yǎng)小室(cell culture inserts)全部暴露于受試氣溶膠或潔凈空氣
顆粒物暴露實驗在Cultex® RFS Compact中進行,細胞接種于12孔細胞培養(yǎng)小室中(well cell culture insert,COSTAR®/Corning),在氣-液界面直接接觸暴露顆粒物24小時。在實   驗過程中,細胞底部持續(xù)供給培養(yǎng)基,并通過電加熱系統(tǒng)保證環(huán)境穩(wěn)定在37°C。
香煙煙霧(全煙氣/氣相-K3r4F)和1.6%尼古丁液(電子煙)作為受試物質進行細胞暴露實驗。
結果
用WST-1法測定細胞活性。對于電子香煙的細胞暴露,同時分析細胞氧化應激水平。暴露24后進行結果分析。結果與清潔空氣控制組進行對比(圖2和圖3)。兩組之間存在顯著差異,而符號(星號)定義如下:
**** p < 0.0001非常顯著,            *** p = 0.0001 – 0.001 非常顯著,
**  p = 0.001 – 0.01 很顯著,          * p = 0.01 – 0.05 顯著
compact-3
圖2: 采用WST-1分析法分析香煙煙氣(全煙氣/氣相)對A549細胞的細胞毒性作用。結果與潔凈空氣控制組的對比。Data are given as means + S.D. from 3 independent experiments with 3 samples each.

對比清潔空氣,10支香煙主流煙氣降低A549細胞的活性。隨著更多數(shù)量煙氣的暴露,細胞活性逐漸減小,同時全煙對細胞活性的影響更加明顯,相比煙氣相。暴露在清潔空氣中的細胞與細胞孵化箱中細胞的活性未有明顯變化。
compact-4
圖3: 香煙煙霧和1.6%尼古丁液(電子煙)對NHBE暴露后的細胞毒性作用和氧化應激反應。結果與潔凈空氣控制組的對比。Data are given as means + S.D. from 3 independent experiments with 3 samples each.

對NHBE細胞,細胞活力和氧化應激水平的影響是相對的。暴露于電子煙液的細胞,細胞活性降低并氧化應激水平的增加。主流煙氣的暴露,細胞的更低存活率和更高的氧化應激。清潔空氣控制組的細胞比孵化器內(nèi)培養(yǎng)的細胞表現(xiàn)出較高的氧化應激,這是由于清潔空氣氣流對細胞的機械剪切力刺激的結果。所以,孵化器和清潔空氣控制的細胞存活率差異不顯著。

結論與展望
•  CULTEX® RFS Compact適用于6個 6.5 mm 或 12 mm 現(xiàn)有的通用細胞培養(yǎng)小室(COSTAR®和 Falcon®)的直接暴露。
•  每個CULTEX® RFS Compact 內(nèi)可進行兩組平行實驗,三個培養(yǎng)小室(cell culture inserts)用于受試物,另外三個平行用于清潔空氣或不同濃度受試物。
•  數(shù)據(jù)顯示其具有良好的劑量效應和高度的實驗重復性。
•  適用于氣體為載體的各種受試物質,如香煙煙霧、納米顆粒、PM2.5、PM10、VOCs、霧霾混合物、干粉顆粒物及霧化氣溶膠等等。
來源:北京佰樂良成科技有限公司
聯(lián)系電話:010-83682930
E-mail:13501240471@163.com

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