Arcegel 基質(zhì)凝膠應(yīng)用—3D 類器官培養(yǎng)

傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)涉及在單層中的生長(zhǎng)，其中細(xì)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(kuò)散。在2D表面上培養(yǎng)的細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)烈的頂端-基底極性，這與某些細(xì)胞類型有關(guān)，例如上皮細(xì)胞。3D細(xì)胞培養(yǎng)，也稱為三維細(xì)胞培養(yǎng)，指的是在體外將各種細(xì)胞與具有三維結(jié)構(gòu)的材料制成的載體共同培養(yǎng)，使細(xì)胞能夠在載體的三維空間結(jié)構(gòu)中遷移和生長(zhǎng)，形成三維細(xì)胞-載體復(fù)合體。這種方法主要用于培養(yǎng)細(xì)胞球體、類器官等結(jié)構(gòu)。

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(yàn)證模型，3D環(huán)境中培養(yǎng)的類器官與傳統(tǒng)的2D疾病模型相比，更能貼近體內(nèi)條件，有助于闡明疾病的進(jìn)展、穩(wěn)態(tài)和發(fā)病機(jī)制。它們?cè)诩?xì)胞治療、藥物開發(fā)、遺傳工程、免疫學(xué)、組織再生等多個(gè)領(lǐng)域中扮演著至關(guān)重要的角色。基質(zhì)凝膠作為類器官和3D培養(yǎng)的重要載體，在這些應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

表1. 2D和3D培養(yǎng)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(xì)胞外基質(zhì)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(zhǎng)因子。它為組織和細(xì)胞提供支持、拉伸強(qiáng)度和支架支持，作為細(xì)胞粘附和移動(dòng)的三維結(jié)構(gòu)，并作為生長(zhǎng)因子、趨化因子和細(xì)胞因子的儲(chǔ)存庫(kù)。它還作為細(xì)胞形態(tài)發(fā)生和分化的信號(hào)。由Arcegen Biology開發(fā)和生產(chǎn)的Arcegel Matrix Gel不含LDEV（乳酸脫氫酶升高病毒），內(nèi)毒素含量極低，并且經(jīng)過(guò)徹底的支原體檢測(cè)以確保無(wú)污染，包括不同類型的基質(zhì)凝膠，如基礎(chǔ)濃度、高濃度和低生長(zhǎng)因子濃度。

應(yīng)用說(shuō)明

產(chǎn)品特點(diǎn)

高安全性：無(wú)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(wěn)定性：嚴(yán)格的生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)流程確保不同批次之間的性能穩(wěn)定

低內(nèi)毒素水平：內(nèi)毒素含量 ≤ 4 EU/毫升

污染物檢測(cè)：經(jīng)檢測(cè)無(wú)支原體、細(xì)菌和真菌殘留

高批次產(chǎn)量：批次產(chǎn)量超過(guò)L級(jí)

出色的兼容性：與任何類型的細(xì)胞培養(yǎng)基兼容
 

3D培養(yǎng)的驗(yàn)證

細(xì)胞懸浮液的制備

將24孔細(xì)胞培養(yǎng)板和移液槍頭預(yù)先放在冰上預(yù)冷。將基質(zhì)凝膠置于冰上或4°C下緩慢解凍。取出對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HepG2細(xì)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(xì)胞懸浮液。以1500轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心3分鐘，棄去上清液，并將細(xì)胞重懸于DMEM完全培養(yǎng)基中。使用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)細(xì)胞，并調(diào)整細(xì)胞濃度至1.5×10^5細(xì)胞/毫升。

細(xì)胞接種

將解凍的基質(zhì)凝膠和調(diào)整好的單細(xì)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(xì)胞懸浮液垂直滴入預(yù)先冷卻的24孔板中，形成拱形的細(xì)胞滴。

結(jié)果統(tǒng)計(jì)

在37°C、5% CO2飽和的細(xì)胞培養(yǎng)箱中穩(wěn)定30分鐘后，向每個(gè)孔中加入1~2毫升的DMEM完全培養(yǎng)基，并繼續(xù)培養(yǎng)。每天觀察并拍照記錄

圖2. 細(xì)胞3D培養(yǎng)4天后的結(jié)果

 常見(jiàn)問(wèn)題解答

01. 獲得的基質(zhì)凝膠顏色變化（從淺黃到深紅）的原因是什么？

對(duì)于含有酚紅的基質(zhì)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(yīng)。然而，在用5%的二氧化碳平衡后，顏色差異會(huì)減小。解凍后，輕輕搖晃試劑瓶，使基質(zhì)凝膠均勻分散。

02. 處理基質(zhì)凝膠時(shí)應(yīng)采取哪些預(yù)防措施？

所有操作都應(yīng)在無(wú)菌條件下進(jìn)行，并使用預(yù)冷的移液槍頭，以確?；|(zhì)凝膠均勻分散。

03. 如何分裝并冷凍基質(zhì)凝膠以備后用？

解凍后，Arcegel基質(zhì)凝膠可以分裝到多個(gè)管中。所有分裝都應(yīng)使用預(yù)冷的存儲(chǔ)管中，快速冷凍，并儲(chǔ)存以避免反復(fù)凍融。使用過(guò)程中涉及的所有物品都應(yīng)預(yù)冷，并且應(yīng)使用預(yù)冷的移液槍頭、槍頭和管子來(lái)處理基質(zhì)凝膠。

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