欢迎同我们一起来探索3D细胞培养的变革世界，这是一种重塑生物医学研究格局的技术。长期以来，由于平面2D细胞模型简单且具有成本效益，科学家们一直依靠其来研究细胞和疾病机制。然而，近年来，3D细胞培养因其能够更准确地模拟体内组织环境而迅速流行。我们仔细想一下，细胞是很少以孤立的单层形式存在于我们的体内。因此，研究3D细胞培养技术为研究人员提供了一个强大的工具，可以在更相关的环境中探索细胞行为。在体外，这可以通过将细胞悬浮在非粘附表面或将其嵌入模拟细胞外基质的基质中来实现，从而促进各个维度的生长。

　　在本篇文章中我们将展示令人惊叹的显微图像，这些图像融合了3D细胞培养的艺术性和科学意义。这些通过摄影比赛选拔出的图像发布在我们ibidi的年度台历上，让我们得以独特地一瞥细胞结构和相互作用的美丽和复杂性。从胚胎干细胞聚集体到肠道球体再到乳腺癌类器官，这些显微图像将突出显示不同的3D细胞培养物，为各自的研究领域提供见解。在此，让我们一起来深入了解一下吧~

　　一、小鼠小肠类器官

图片来源: Naveen Parmar 奥斯陆大学病理学系, 挪威

　　这张令人惊叹的图像展示了小鼠小肠类器官的3D培养，重点评估IL-22细胞因子对抗菌剂表达的影响，特别是胃肠道中杀菌蛋白抵抗素样分子(RELM)β的表达。在预温的ibidi µ-Slide 8 Well ^high载玻片的Matrigel ®滴液中培养类器官，然后进行免疫荧光染色。对它们进行抗菌蛋白RELMβ（绿色）、分泌细胞标记物Ulex Europaeus凝集素I（UEA I，红色）、β-catenin（紫色）和核标记物DAPI（蓝色）的染色。使用20倍物镜的蔡司LSM 880共焦显微镜进行共焦显微镜成像。

ibidi µ-Slide 8 Well ^high八孔腔室载玻片

　　这项研究有助于精密地再现和模拟体内肠上皮，为IL-22对抗菌表达的影响以及免疫细胞衍生的细胞因子与肠上皮之间的相互作用提供有价值的见解。

　　二、人类乳腺癌类器官

图片来源: Kai-Wen Kan 中国医药大学，台湾

　　该图像捕捉到了从患者肿瘤活检中培养出来的人类乳腺癌类器官的复杂性。该研究的重点是在类器官内创建一个紧密模拟药物相互作用的肿瘤微环境，旨在推动个性化治疗。

　　在获取肿瘤样本后，对其进行仔细解剖并进行酶消化。然后将处理后的组织在支持性Matrigel matrix基质胶基质中培养，促进类器官的生长。

　　这些类器官经过免疫荧光染色以揭示关键的细胞标记物：洋红色的Ki67，表示增殖；F-actin肌动蛋白呈绿色，勾勒出细胞骨架；细胞核染成蓝色。类器官在µ-Dish Well^35mm,high Glass Bottom玻璃底培养皿中培养并成像。图像采用25倍物镜的ANDOR Dragonfly高速共焦显微镜系统拍摄。

µ-Dish 35 mm, high Glass Bottom （货号：81158）

　　三、小鼠胚胎干细胞的3D聚集体

图片来源: Matthew French 爱丁堡大学 英国

　　该图像展示了三种原肠胚，即鼠类胚胎干细胞的3D聚集体，就在轴延伸之前，模仿胚层命运与多能细胞的分离，如胚胎中的情况。这项研究调查了细胞命运的空间组织及其对邻近细胞的影响，并在3D中分析了组织和单细胞水平的影响。

　　使用包括Sox2（蓝色）、Brachury（T，绿色）、Tbx6（红色）和LaminB1（灰色）在内的基因标记物的战略性复用制备样品，突出了这些转录因子在神经中胚层祖细胞（NMPs）中的空间排列和分化顺序。随后，样品在增加的水：甲醇稀释液中进行脱水，以将其固定在BABB中，从而促进深层组织成像。该图像作为细胞命运模式和整体原肠胚形态的视觉演示，使用40倍油镜的徕卡Sp8共聚焦显微镜Leica LIGHTNING系统在ibidi µ-Slide 8 Well ^high上拍摄。

　　四、小鼠回肠类器官

图片来源: Felix Scharte-MRC分子生物学实验室，英国剑桥

　　该图像描绘了小鼠回肠类器官的3D培养，该类器官在底部包被Matrigel®的ibidi µ-Slide 8 Well ^high八孔腔室载玻片中精心制备。这项研究旨在分析宿主与病原体的相互作用，尤其关注人类限制性病原体，如伤寒沙门氏菌。

　　3D类器官成像的使用有助于检查伤寒沙门氏菌在复杂组织环境中的侵袭和细胞内生活方式。为了可视化类器官的细节，采用了染色技术：Phalloidin（绿色）用于F-肌动蛋白，CellMask（红色）用于质膜，DAPI（蓝色）用于细胞核。使用40倍放大的蔡司细胞观察共聚焦显微镜进行成像。为了实现合理的分辨率和成像深度，将类器官接种在预冷的ibidi µ-Slide 8 Well ^high八孔腔室载玻片中，以防止基质胶凝固，确保它们在盖玻片底部附近沉淀，以优化图像分辨率。

　　五、人肠成纤维细胞和内皮细胞球体

图片来源: Henrique Nogueira Pinto，荷兰阿姆斯特丹大学分子细胞生物学与免疫学系

　　这张图片展示了一个将人肠成纤维细胞和内皮细胞整合到纤维蛋白水凝胶内的复合球体模型。这项研究的重点是探索肠道类器官内的血管形成策略。该模型称为血管形成单位(VUs)，将人内皮祖细胞与肠成纤维细胞结合在一起，在ibidi µ-Slide 4 Well 的纤维蛋白凝胶中培养三天。

　　染色过程中CD31(黄色)突出标记内皮细胞，vimentin(红色)突出标记成纤维细胞，DAPI(青色)突出标记DNA,使用带有10倍物镜的Leica TCS SP5 II共聚焦显微镜进行成像。

ibidi µ-Slide 4 Well

　　一个重要的观察结果是成纤维细胞过度生长，阻碍了球体内适当的血管形成。为了缓解这一问题，通过在凝胶化过程中反转ibidi µ-Slide来调整研究方案。这种调整成功地防止了球体下沉并附着在孔底部，促进了更有效的血管形成，提高了整体研究成果。