3D類器官培養(yǎng)的重要載體-基質膠
傳統(tǒng)細胞培養(yǎng)是在單層中生長，細胞是扁平并可以在水平面上自由粘附和擴散，但不支持在垂直方向上擴散，2D表面上培養(yǎng)的細胞具有強烈的頂端-基底極性，這種極性與某些細胞類型相關，例如上皮細胞；3D細胞培養(yǎng)即三維細胞培養(yǎng)，是指將具有三維結構的不同材料載體與各種細胞在體外共培養(yǎng)，使細胞在載體的三維立體空間結構中遷移、生長，形成三維的細胞-載體復合體，主要用于細胞球、類器官等培養(yǎng)。
圖1.在 ECM 涂層玻璃或塑料表面 (2D) 與典型的 3D ECM 之間區(qū)別[1]
作為疾病驗證模型，相比于傳統(tǒng)2D疾病模型，以3D為基礎培養(yǎng)的類器官在闡明疾病的發(fā)展、穩(wěn)態(tài)性和發(fā)病機理等與體內環(huán)境更加接近，在多領域將發(fā)揮重要，諸如細胞治療、藥物研發(fā)、基因工程、免疫研究、組織再生等領域，基質膠作為類器官和3D培養(yǎng)的重要載體，在其中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
表1.2D和3D培養(yǎng)對比[1]
基質膠是從富含胞外基質蛋白EHS小鼠腫瘤中提取出的可溶性基底膜制備物，其主要成分由層粘連蛋白，Ⅳ型膠原，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）和巢蛋白等組成，還包含生長因子如TGF-beta、EGF、IGF、FGF、組織纖溶酶原激活物和EHS腫瘤自身含有的其他生長因子。為組織和細胞提供支撐、抗拉強度和支架支撐，也可以作為細胞粘附和運動的三維亞結構以及生長因子、趨化因子和細胞因子的儲存庫，同時可作為細胞形態(tài)發(fā)生和分化的信號等。翌圣生物開發(fā)生產的Ceturegel®基質膠不含LDEV（乳酸脫氫酶增高病毒），超低內毒素含量，并全部經過支原體檢測保證無支原體污染，包括基本濃度、高濃度、低生長因子等不同類型基質膠。
安全性高：不含LDEV（乳酸脫氫酶增高病毒）
濃度多樣性：濃度范圍在8~20 mg/mL之間
批次穩(wěn)定性好：嚴格生產質檢過程保證批次間性能穩(wěn)定
低內毒素：內毒素含量≤4 EU/mL
污染物檢測： 經檢測無支原體和細菌、真菌殘留
單批產量高：單批產量在L級別以上
兼容性好：可與任何類型的細胞培養(yǎng)基兼容
制備細胞懸液
將24孔細胞培養(yǎng)板、移液槍頭置于冰上預冷，基質膠置于冰上或4℃緩融，取對數生長期HepG2細胞，使用PBS輕柔潤洗并用胰蛋白酶消化細胞。終止消化后制備并收集單細胞懸液，1500 rpm離心3min，棄上清并用DMEM完全培養(yǎng)基重懸細胞，血球計數板計數細胞后，用調整細胞濃度為1.5×105個細胞/mL。
細胞接種
取緩融后的基質膠和調整好濃度的單細胞懸液1:1冰上輕輕混勻，用預冷的200μL移液槍頭取40~50μL上述混勻單細胞懸液垂直滴于預冷24孔板中，使其形成拱型細胞液滴。
結果統(tǒng)計
于37℃、5%CO2飽和濕度的細胞培養(yǎng)箱內穩(wěn)定30min后，每孔加入1~2mL DMEM完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)，每天觀察并拍照記錄。
圖2.細胞3D培養(yǎng)4d后結果
01拿到的基質有色差的變化（淡黃色到深紅色）是什么原因？
對于含酚紅的基質膠主要原因是由于酚紅和碳酸氫鹽與CO2作用引起的，但是與5％CO2平衡后色差即會減少。凍融后，輕輕搖晃試劑瓶使基質膠分散均勻。
02基質膠的操作要注意哪些事項？
所有操作需在無菌環(huán)境下進行，應使用預冷的移液器以保證基質膠呈勻漿狀。
03基質膠的如何分裝凍存使用？
可將凍融后的Ceturegel®基質膠分裝在多個小管，所有分裝均需用預冷的凍存管，迅速冷凍并保存，避免多次凍融。所有涉及到使用的物品在使用前需預冷，使用預冷的移液管、吸頭及小管等操作基質膠。
[1] Baker BM, Chen CS. Deconstructing the third dimension: how 3D culture microenvironments alter cellular cues. J Cell Sci. 2012 Jul 1;125(Pt 13):3015-24. doi: 10.1242/jcs.079509. Epub 2012 Jul 13. PMID: 22797912; PMCID: PMC3434846.
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類型 |
貨號 |
產品名稱 |
應用方向 |
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即用型 3-6 mg/ml |
Ceturegel® Matrix Ready-to-use，LDEV-Free基質膠 |
適應于細胞培養(yǎng)、貼壁、侵襲和遷移實驗以及細胞分化等研究 |
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基本濃度 8-12 mg/ml |
Ceturegel® Matrix LDEV-Free基質膠 |
適應于2D和3D培養(yǎng)、侵襲和遷移實驗，也可以用于體內成瘤實驗 |
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Ceturegel® Matrix Phenol Red-Free，LDEV-Free 基質膠 |
主要應用于需要顏色檢測如熒光檢測實驗等 |
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高濃度 ≥18mg/ml |
Ceturegel® Matrix High Concentration，LDEV-Free 基質膠 |
主要應用于如血管生成、凝膠栓塞和體內成瘤實驗（對于血管生成建議基質膠終濃度要≥10mg/ml） |
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Ceturegel® Matrix High Concentration，GFR，LDEV-Free 基質膠 |
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Ceturegel® Matrix High Concentration，Phenol Red-Free，LDEV-Free 基質膠 |
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低生長因子 |
Ceturegel® Matrix GFR，LDEV-Free 基質膠 |
主要是排除生長因子對實驗的干擾。應用于與生長因子、信號通路等相關研究。無酚紅的也用來做類器官培養(yǎng) |
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Ceturegel® Matrix GFR，Phenol Red-Free，LDEV-Free 基質膠 |
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干細胞用 |
Ceturegel® Matrix hESC-Qualified，LDEV-Free 基質膠 |
主要用于如hESC，iPSC等干細胞培養(yǎng) |
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類器官用 |
Ceturegel® Matrix for Organoid culture，Phenol Red-Free，LDEV-Free 基質膠 |
類器官培養(yǎng)專用基質膠 |
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鼠尾膠原 |
Collagen, Type I , from rat tail 鼠尾膠原蛋白I（大鼠源） |
侵襲和遷移。培養(yǎng)或分化研究 |
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Cebrary® Collagen, Type I , from mouse tail 鼠尾膠原蛋白I型（小鼠源） |
侵襲和遷移。培養(yǎng)或分化研究 |
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