Arcegel 基质凝胶应用—3D 类器官培养

传统的细胞培养涉及在单层中的生长，其中细胞是扁平的，可以在水平面上自由粘附和增殖，但不支持垂直方向的扩散。在2D表面上培养的细胞表现出强烈的顶端-基底极性，这与某些细胞类型有关，例如上皮细胞。3D细胞培养，也称为三维细胞培养，指的是在体外将各种细胞与具有三维结构的材料制成的载体共同培养，使细胞能够在载体的三维空间结构中迁移和生长，形成三维细胞-载体复合体。这种方法主要用于培养细胞球体、类器官等结构。

图1. ECM涂层的玻璃或塑料表面（2D）与典型的3D ECM之间的差异[1]

作为疾病验证模型，3D环境中培养的类器官与传统的2D疾病模型相比，更能贴近体内条件，有助于阐明疾病的进展、稳态和发病机制。它们在细胞治疗、药物开发、遗传工程、免疫学、组织再生等多个领域中扮演着至关重要的角色。基质凝胶作为类器官和3D培养的重要载体，在这些应用中发挥着关键作用。

表1. 2D和3D培养之间的比较[1]

Arcegel Matrix Gel是一种从EHS小鼠肿瘤中提取的可溶性基底膜制剂，富含细胞外基质蛋白。其主要成分包括层粘连蛋白、IV型胶原、肝素硫酸蛋白多糖（HSPG）、nidogen，以及TGF-beta、EGF、IGF、FGF、组织型纤溶酶原激活剂等生长因子。它为组织和细胞提供支持、拉伸强度和支架支持，作为细胞粘附和移动的三维结构，并作为生长因子、趋化因子和细胞因子的储存库。它还作为细胞形态发生和分化的信号。由Arcegen Biology开发和生产的Arcegel Matrix Gel不含LDEV（乳酸脱氢酶升高病毒），内毒素含量极低，并且经过彻底的支原体检测以确保无污染，包括不同类型的基质凝胶，如基础浓度、高浓度和低生长因子浓度。

应用说明

产品特点

高安全性：无LDEV（乳酸脱氢酶升高病毒）

多种浓度：浓度范围在8至20毫克/毫升之间

良好的批间稳定性：严格的生产质量检验流程确保不同批次之间的性能稳定

低内毒素水平：内毒素含量 ≤ 4 EU/毫升

污染物检测：经检测无支原体、细菌和真菌残留

高批次产量：批次产量超过L级

出色的兼容性：与任何类型的细胞培养基兼容
 

3D培养的验证

细胞悬浮液的制备

将24孔细胞培养板和移液枪头预先放在冰上预冷。将基质凝胶置于冰上或4°C下缓慢解冻。取出对数生长期的HepG2细胞，用PBS轻轻冲洗，随后用胰酶消化。消化停止后，制备并收集单细胞悬浮液。以1500转/分钟的速度离心3分钟，弃去上清液，并将细胞重悬于DMEM完全培养基中。使用血细胞计数板计数细胞，并调整细胞浓度至1.5×10^5细胞/毫升。

细胞接种

将解冻的基质凝胶和调整好的单细胞悬浮液按1:1的比例在冰上混合，然后轻轻地将40~50微升的混合单细胞悬浮液垂直滴入预先冷却的24孔板中，形成拱形的细胞滴。

结果统计

在37°C、5% CO2饱和的细胞培养箱中稳定30分钟后，向每个孔中加入1~2毫升的DMEM完全培养基，并继续培养。每天观察并拍照记录

图2. 细胞3D培养4天后的结

 常见问题解答

01. 获得的基质凝胶颜色变化（从浅黄到深红）的原因是什么？

对于含有酚红的基质凝胶，颜色变化的主要原因是酚红与碳酸氢盐和二氧化碳之间的反应。然而，在用5%的二氧化碳平衡后，颜色差异会减小。解冻后，轻轻摇晃试剂瓶，使基质凝胶均匀分散。

02. 处理基质凝胶时应采取哪些预防措施？

所有操作都应在无菌条件下进行，并使用预冷的移液枪头，以确保基质凝胶均匀分散。

03. 如何分装并冷冻基质凝胶以备后用？

解冻后，Arcegel基质凝胶可以分装到多个管中。所有分装都应使用预冷的存储管中，快速冷冻，并储存以避免反复冻融。使用过程中涉及的所有物品都应预冷，并且应使用预冷的移液枪头、枪头和管子来处理基质凝胶。

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