하이드로겔
생리학적 환경의 세포는 일반적으로 3차원(3D)에서 세포외 요인과 상호 작용합니다. 세포외 기질(ECM)은 펩타이드, 다당류, 단백질, 효소 및 세포 외부에 존재하는 신호전달 분자로 구성된 생물학적 폴리머의 복잡한 형태입니다. 세포와 주변 ECM 간의 상호 작용은 세포 분극, 형태, 운동성, 분화 및 기타 여러 표현형에 영향을 줄 수 있는 단서를 제공합니다. 전통적인 세포 배양은 2차원(2D) 기질인, 폴리스티렌 또는 유리에서 일반적으로 수행되며, 이러한 방식으로 성장한 세포는 종종 동일한 in vivo 세포 유형에서 관찰되는 많은 표현형을 완전히 재현하지 못합니다. In vitro에서 배양된 세포를 해당 생리학적 조직 유형과 더 가깝게 만드는 한 가지 접근 방식은 생리학적 ECM을 모방하는 3D 하이드로겔 내에 세포를 내장하여 배양하는 것입니다. 이러한 전략은 일반적으로 3D 세포 배양이라고 하는 3차원에서 세포를 배양하는 더 큰 접근 방식의 하위 집합입니다.
그림 1.생물학적으로 관련된 3D 세포 배양을 가능하게 하는 하이드로겔.
3D 하이드로겔 애플리케이션
3D 하이드로겔에서 성장한 세포는 수많은 애플리케이션에서 가치가 있는 것으로 입증되었습니다. 전통적인 불멸화 세포주는 하이드로겔 내에 내장되고 배양되어 스페로이드라고 하는 다세포 복합체를 형성합니다. 스페로이드는 2D 조건 하에서 배양된 동일한 세포에서 분명하지 않은 풍부한 정보를 제공하는 것으로 입증되었습니다. 3D 하이드로겔 성장한 줄기세포는 천연 조직에 가까운 여러 세포 유형으로 분화할 수 있습니다. 이러한 세포들은 고도로 예측 가능하고 재현 가능하며 확장 가능한 복잡한 생리학의 in vitro 모델로 사용되어 온 분화된 미니 기관 구조인 3D 오르가노이드를 형성하도록 프로그램할 수 있습니다. 하이드로겔 내에서 세포를 배양하는 다른 애플리케이션은 형태학적 특징 및 세포 운동성의 형성을 포함하여 세포의 기계적 민감 행동에 대한 하이드로겔의 물리적 특성을 조사하도록 중점을 두었습니다.
천연 유래 3D 하이드로겔
In vitro 생리학적 세포외 기질을 모방하는 가장 일반적인 방법은 생물학적 공급원에서 천연 ECM 추출물을 사용하는 것입니다. 전통적으로 Engelbreth-Holm-Swarm(EHS) 쥐 육종 기저막의 ECM 추출물은 3D 세포 배양 애플리케이션에 사용되었습니다. EHS ECM 추출물은 4°C에서 편리하게 액상이며 실온에서 겔화되어 세포가 쉽게 내장될 수 있습니다. 이 제품은 ECM 젤 하이드로겔로 판매됩니다. 일부 애플리케이션의 경우, 인간 세포의 ECM 추출물이 중요합니다. MaxGel™ ECM은 인간의 in vitro 유래 기저막 추출물(BME)입니다.
합성 3D 하이드로겔
합성 하이드로겔을 재구성하는 것이 일부 애플리케이션에서 최적의 선택이 될 수 있습니다. 화학적으로 정의된 하이드로겔 제형은 재현성을 향상시키고 성장 인자와 같은 배지 성분의 존재 및 농도는 알려져 있습니다. 또한 하이드로겔의 주요 물리적 매개변수는 특정 애플리케이션을 위해 중요할 수 있습니다. 이는 다음을 포함합니다.
- 탄성 계수
- 공극 크기
- 하이드로겔 팽창
- 교차연결
- 해리 조건
자사는 HyStem® 하이드로겔 스캐폴드, TrueGel3D™ 하이드로겔 키트 및 Cell-In-a-Box® 기술을 포함하여 합성 하이드로겔 개발에 사용할 여러 시약, 키트 및 프로토콜을 제공합니다.
그림 2.합성 세포외 기질(ECM)
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