Arcegel 基質凝膠應用—3D 類器官培養

傳統的細胞培養涉及在單層中的生長，其中細胞是扁平的，可以在水平面上自由粘附和增殖，但不支持垂直方向的擴散。在2D表面上培養的細胞表現出強烈的頂端-基底極性，這與某些細胞類型有關，例如上皮細胞。3D細胞培養，也稱為三維細胞培養，指的是在體外將各種細胞與具有三維結構的材料制成的載體共同培養，使細胞能夠在載體的三維空間結構中遷移和生長，形成三維細胞-載體復合體。這種方法主要用于培養細胞球體、類器官等結構。

圖1. ECM涂層的玻璃或塑料表面（2D）與典型的3D ECM之間的差異[1]

作為疾病驗證模型，3D環境中培養的類器官與傳統的2D疾病模型相比，更能貼近體內條件，有助于闡明疾病的進展、穩態和發病機制。它們在細胞治療、藥物開發、遺傳工程、免疫學、組織再生等多個領域中扮演著至關重要的角色。基質凝膠作為類器官和3D培養的重要載體，在這些應用中發揮著關鍵作用。

表1. 2D和3D培養之間的比較[1]

Arcegel Matrix Gel是一種從EHS小鼠腫瘤中提取的可溶性基底膜制劑，富含細胞外基質蛋白。其主要成分包括層粘連蛋白、IV型膠原、肝素硫酸蛋白多糖（HSPG）、nidogen，以及TGF-beta、EGF、IGF、FGF、組織型纖溶酶原激活劑等生長因子。它為組織和細胞提供支持、拉伸強度和支架支持，作為細胞粘附和移動的三維結構，并作為生長因子、趨化因子和細胞因子的儲存庫。它還作為細胞形態發生和分化的信號。由Arcegen Biology開發和生產的Arcegel Matrix Gel不含LDEV（乳酸脫氫酶升高病毒），內毒素含量極低，并且經過徹底的支原體檢測以確保無污染，包括不同類型的基質凝膠，如基礎濃度、高濃度和低生長因子濃度。

應用說明

產品特點

高安全性：無LDEV（乳酸脫氫酶升高病毒）

多種濃度：濃度范圍在8至20毫克/毫升之間

良好的批間穩定性：嚴格的生產質量檢驗流程確保不同批次之間的性能穩定

低內毒素水平：內毒素含量 ≤ 4 EU/毫升

污染物檢測：經檢測無支原體、細菌和真菌殘留

高批次產量：批次產量超過L級

出色的兼容性：與任何類型的細胞培養基兼容
 

3D培養的驗證

細胞懸浮液的制備

將24孔細胞培養板和移液槍頭預先放在冰上預冷。將基質凝膠置于冰上或4°C下緩慢解凍。取出對數生長期的HepG2細胞，用PBS輕輕沖洗，隨后用胰酶消化。消化停止后，制備并收集單細胞懸浮液。以1500轉/分鐘的速度離心3分鐘，棄去上清液，并將細胞重懸于DMEM完全培養基中。使用血細胞計數板計數細胞，并調整細胞濃度至1.5×10^5細胞/毫升。

細胞接種

將解凍的基質凝膠和調整好的單細胞懸浮液按1:1的比例在冰上混合，然后輕輕地將40~50微升的混合單細胞懸浮液垂直滴入預先冷卻的24孔板中，形成拱形的細胞滴。

結果統計

在37°C、5% CO2飽和的細胞培養箱中穩定30分鐘后，向每個孔中加入1~2毫升的DMEM完全培養基，并繼續培養。每天觀察并拍照記錄

圖2. 細胞3D培養4天后的結果

 常見問題解答

01. 獲得的基質凝膠顏色變化（從淺黃到深紅）的原因是什么？

對于含有酚紅的基質凝膠，顏色變化的主要原因是酚紅與碳酸氫鹽和二氧化碳之間的反應。然而，在用5%的二氧化碳平衡后，顏色差異會減小。解凍后，輕輕搖晃試劑瓶，使基質凝膠均勻分散。

02. 處理基質凝膠時應采取哪些預防措施？

所有操作都應在無菌條件下進行，并使用預冷的移液槍頭，以確保基質凝膠均勻分散。

03. 如何分裝并冷凍基質凝膠以備后用？

解凍后，Arcegel基質凝膠可以分裝到多個管中。所有分裝都應使用預冷的存儲管中，快速冷凍，并儲存以避免反復凍融。使用過程中涉及的所有物品都應預冷，并且應使用預冷的移液槍頭、槍頭和管子來處理基質凝膠。

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