細胞共培養（co-culture）是指將兩種或多種不同類型的細胞同時培養在同一培養系統中，以模擬體內細胞的微環境，并研究它們之間的相互作用對生物學過程的影響。這種技術能夠提供更真實的細胞相互作用模型，有助于深入了解細胞間的相互通訊、信號傳導、細胞生長、分化等關鍵生物學過程。
一、共培養方式
1.直接共培養：
定義：將兩種或多種細胞直接種植在同一培養皿或培養板中。常用于研究細胞之間的直接接觸及其影響，如免疫細胞對腫瘤細胞的殺傷效應。通常用于培養間接與下室細胞相互作用的細胞，或某種需要檢測的細胞類型。上室與下室通過多孔膜隔開，該膜可以允許小分子或分泌因子通過，但不允許細胞直接接觸。
上室：研究者可以將不同類型的細胞（如免疫細胞、上皮細胞等）放置在上室，以便檢測其分泌的因子對下室中細胞的影響。
下室：下室一般用于培養另一種細胞類型或實驗中主要研究的細胞。這些細胞可能會受到來自上室的分泌因子或信號的影響，因此可通過分析下室細胞的反應來研究細胞間的相互作用。
優點：直接觀察細胞間的相互作用。
缺點：可能導致細胞混雜，難以分離后續分析。
2.Transwell共培養：
定義：使用Transwell系統將不同的細胞分隔在不同的層次中。上層細胞放在多孔膜的Transwell插入物中，下層細胞則在底部培養皿中。廣泛用于研究細胞間的分泌因子和信號傳導（如腫瘤細胞與成纖維細胞之間的相互作用）。
優點：通過分泌的信號分子進行相互作用，避免了細胞之間的直接接觸，方便后續分離和分析。
缺點：無法模擬直接接觸的細胞間相互作用。
3.3D共培養：
定義：將細胞種植在三維支架或基質中，使其在三維環境中生長和相互作用。用于更接近體內的細胞微環境，研究細胞在三維空間中的生長、分化和相互作用。
優點：更好地模擬組織中的細胞結構和功能。
缺點：技術復雜，成本較高。
4.條件培養基共培養：
定義：將一種細胞的培養基收集，經過處理后用于另一種細胞的培養，以研究細胞分泌的因子對另一種細胞的影響。
優點：簡單，易操作。
缺點：無法模擬直接接觸或更復雜的細胞間相互作用。
二、transwell共培養步驟
下面我們將以transwell共培養為例，詳細闡述腫瘤細胞和成纖維細胞的共培養的具體實驗步驟。
1.材料準備：
（1）細胞類型：選擇要共培養的腫瘤細胞和成纖維細胞系NIH 3T3。
（2）Transwell插入物：通常使用孔徑為0.4 μm的Transwell插入物，以確保細胞之間只能通過分泌的因子交流，而不會直接接觸。（一般的遷移、侵襲實驗的孔徑為8μm）
（3）培養基：選擇合適的培養基，確保兩種細胞都能生長。提前更換兩種細胞都能生長的培養基。
2.成纖維細胞接種：
（1）取細胞匯合度70-80%的成纖維細胞，消化、離心、重懸后計數
（2）將成纖維細胞接種在Transwell的下層板（通常為6孔板或24孔板），為了觀察成纖維細胞在腫瘤細胞細胞的共同培養下發生的變化，我們把主要觀察的成纖維細胞鋪在下室，方便后續的細胞收集。（通過收集下室的細胞，可以直接檢測上室細胞的分泌物或信號對下室細胞的影響，比如細胞的增殖、凋亡、分化等變化。有助于研究細胞間的相互作用和影響。）
（3）鋪板密度根據細胞增值情況而定。本次實驗選擇6孔板，每孔鋪4×10?個NIH?3T3細胞覆蓋底部。
（4）培養4小時，等待成纖維細胞貼壁后鋪腫瘤細胞。
3.腫瘤細胞接種：
（1）取細胞匯合度70-80%的腫瘤細胞消化、離心、重懸后計數
（2）將腫瘤細胞接種在Transwell的上層隔膜上。在小室上方垂直懸空、勻速滴入腫瘤細胞懸液
（3）鋪板密度密度根據實驗需要進行調整（通常為5×104到2×105個細胞/插入物）。
4.共培養：
將共培養體系放入37°C、5% CO?的培養箱中培養。培養時間根據實驗目的選擇。第一次實驗可設置時間梯度例如24小時、48小時或更長時間。
5.實驗終點及分析：
共培養后的細胞可用于細胞增殖、遷移、侵襲實驗，檢測細胞形態、分泌因子的變化，也可以提取RNA、蛋白質觀察一系列變化等。
三、注意事項
1.細胞比例和密度：不同細胞系可能需要調整種植密度，確保實驗數據具有可重復性。
2.Transwell的孔徑選擇：一般使用0.4 μm孔徑，防止細胞穿過隔膜。
3.培養時間：根據實驗的需要設定共培養時間，短時間的共培養可以評估信號傳遞，長時間共培養可能影響細胞增殖和分泌功能。
Transwell共培養方法是一種重要的實驗技術，通過模擬細胞間的間接相互作用，可以提供更深入的細胞信號傳遞和腫瘤微環境互動的研究工具。不妨利用這一方法，開展相關實驗，深入探索細胞生物學和腫瘤研究的領域吧！
