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细胞三维(3D)培养
信息来源:www.njyhsw.cn    发布时间:2022.04.28

细胞在平面上生长是人为的和不自然的,因为这与细胞能够以佳状态进行旺盛生长的体内环境并不相同。因此,传统的2D单层细胞培养物很难恰当地反映出细胞的体内生长环境,进而可能造成细胞结构和组织功能的缺失。

三维(3D)细胞培养技术能够更好地模拟生物体内细胞存活的自然环境,其自然条件可保持细胞间相互作用和更逼真的生化和生理反应。在3D环境中,细胞对内源性和外源性刺激(如温度、pH、营养吸收、转运和分化等方面的改变)应答更接近于它们在体内的反应。再生医学的力量为理解发育、老化和组织年轻化等许多有趣的细胞进程提供了方法,了解生物学中这些有趣过程的唯一方法就是研究与生物体非常相似的模型系统,这使得3D细胞培养成为必不可少的研究工具。

3D细胞培养技术很多,但总结起来可以分为3类:

~3D水凝胶~
1.基本原理:
水凝胶是水膨胀性的高分子网络,被设计用来模拟复杂的细胞外微环境。水凝胶由水、ECM蛋白和生长因子组成。用于三维细胞培养的第一代水凝胶是从小鼠肉瘤细胞基底膜提取的ECM聚合物,新一代的合成、混合或基于多肽的材料则可以制备满足特定需求的培养环境,为每个细胞和应用需求提供合适的选择

2.技术举例:
2.1 天然水凝胶
ECM凝胶:从小鼠肉瘤细胞基底膜提取的天然ECM,可以提供非常丰富的营养,与细胞的发育具有高度兼容性。ECM的主要组分是层粘连蛋白、IV型胶原、蛋白多糖硫酸乙酰肝素和巢蛋白。这种水凝胶聚合物可通过20-40°C热激活,凝胶化过程也是可逆的(蛋白质浓度:8–12mg/ml)。

MaxGel™ 胞外基质:MaxGel人细胞外基质源于体外培养的细胞基底膜,含有可预测的低水平内源生长因子,更适合需要更明确和特征再造BME的应用,终可降低实验的可变性。MaxGel人细胞外基质(ECM)含有多种细胞外基质成分,包括胶原蛋白、层粘蛋白、纤连蛋白、腱生蛋白、弹性蛋白以及大量的蛋白聚糖及粘多糖等。用于细胞培养的ECM可以高效地重现上皮细胞与间质在皮肤发育及器官型细胞培养过程中的协同作用。MaxGel™可以促进细胞生长和迁移,已被证实可以促进多种类型细胞的增殖,包括神经干细胞、神经细胞、神经胶质细胞。