用於 3D 細胞培養的 TrueGel3D™ 水凝胶

TrueGel3D™的功能與優點

TrueGel3D™如何運作？

如何使用 TrueGel3D™ 系統？a href=「#應用」>為您的應用選擇合適的 TrueGel3D™ 套件

化學概觀

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引言

TrueGel3D™ 是一種生物化學定義的水凝膠，由聚合物與交聯劑混合形成。與其他以動物細胞（如小鼠 EHS 腫瘤細胞）生物萃取物為基礎的水凝膠相比，TrueGel3D™ 不含任何可能干擾或污染實驗的動物源性產品。此外，TrueGel3D™ 所含的成份可保持細胞活力，並可模擬細胞外基質 (ECM) 的重要特性。它們透過支援細胞黏附與移動，複製出類似組織的原生細胞環境。TrueGel3D™ 技術提供了機械和生物化學線索，以研究細胞在 3D 環境中的形態和生理特性。最後，與傳統的 2D 細胞培養條件。

TrueGel3D™的功能與優點

最重要的是，TrueGel3D™具有定義的成分，不像從動物細胞萃取的基底膜，混合了ECM成分和生長因子，會對細胞造成干擾，因為它創造了一個非原生的環境。

協定與支援

• 協定 1： Preparation of TrueGel3D™ hydrogel, CD cell-degradable crosslinker and RGD peptide (TRUE1)
• 方案 2：Preparation of Slow hydrogels (True6-9)
• High-Throughput 3D Cell Culture Using TrueGel3D^®
• Cyst formation of MDCK cells application note
• Fibroblast spreading
• Co-culture of tumor and stromal cells

TrueGel3D™如何運作？

• TrueGel3D™聚合物：聚乙烯醇（PVA）或葡聚糖
• 交聯劑：兩種不同的硫醇官能化交聯劑（聚乙二醇 (PEG) 或環糊精 (CD)），可提供化學鍵連接聚合物鏈並形成水凝膠
• 細胞互動成分：當需要細胞黏附到基質時，可在混合物中加入包括黏附序列（如 TrueGel3D™ Arg-Gly-Asp (RGD) 整合蛋白黏附肽）的肽。也可加入其他生物活性成分，如細胞外基質蛋白（如纖維粘連蛋白、層粘結蛋白）、肽、硫酸肝素或生長因子（未包含在試劑盒中）。
• 使用者定義的細胞（未包含在試劑盒中）

圖 1. TrueGel3D™ 技術

如何使用 TrueGel3D™ 系統

。

圖 2. TrueGel3D™ 協定流程圖

為您的應用選擇合適的 TrueGel3D™ 套件

表一 TrueGel3D™ 選擇指南

TRUE1	TRUE3	TRUE4	TRUE5	TRUE6	TRUE7	TRUE8	TRUE9
TrueGel3D™骨架聚合物	右旋糖酐	右旋糖酐	PVA	PVA	右旋糖酐	右旋糖酐	PVA
允許細胞復原	✔	✔<<	✔			✔	✔		✔	<
允許細胞移動	✔		✔	✔		✔	✔	✔
含RGD多肽	✔
可調式凝膠硬度						✔	✔	✔	✔	✔
凝膠速率	中等	快速	快速	快速	快速	慢速	慢速	慢速

• 預先設定的系統是否適合我，還是我需要自訂環境？
  
  對於許多應用，例如球體形成或共培殖模型，您可以使用預先設定的 

如果您需要優化您的凝膠環境 (例如改變硬度、黏附分子、ECM 蛋白質等)，其他 TrueGel3D™ 凝膠產品也可協助您。

• 哪種凝膠化速率最適合我的應用？

Mix fluid up to*	應用範例**
Slow (up to 10 min)	使用於微通道、注射用針筒、測試凝膠硬度、硬質水凝膠
腫瘤-基質模型、球體形成、囊腫及
快速培養設定、包埋大型組織樣品

*在這段時間內，含有所有 成分的混合物保持液體狀態；之後，混合物開始形成凝膠，不能再用移液管移動。

***如需更詳細瞭解按應用推薦的凝膠，請參閱表 2。

中度凝膠化時間僅適用於預配置的TrueGel3D™水凝膠、CD細胞可降解交聯劑和RGD肽（Cat.No.TRUE1-1KT）。快速凝膠化和緩慢凝膠化的試劑盒列於表 1。

• 我需要添加細胞活性成分嗎？
  
  對於某些應用，如顯微鏡的細胞或組織固定，您可以使用 TruGel3D™ 試劑盒而不需要任何額外的活性成分。TrueGel3D™ RDG 多肽是細胞黏附和擴展所必需的（CD 可降解交聯劑的存在也是細胞擴展所必需的）。您也可以在水凝膠中加入其他細胞成分，例如生長因子*、肝素或 ECM 蛋白質（例如纖維連結素或膠原蛋白）。
  *請注意，某些成分可能會擴散到凝膠之外，因此應加入細胞培養液中。
  
  
• 為了進一步分析或培養，是否需要回收細胞？
  
  使用TrueGel3D™酵素細胞回收液，可以從葡聚糖為基礎的TrueGel3D™骨架中回收細胞（詳情請參閱進階方案）。
  
  
• 我的應用是否需要 細胞可降解的水凝膠？
  
  如果您想研究細胞擴散或移動，就需要細胞可降解的環境。我們提供多種TrueGel3D™試劑盒供您選擇，這些試劑盒含有CD細胞降解交聯劑，其中包括基質金屬蛋白酶(MMP)裂解位點肽序列*。透過降解交聯劑，細胞可在水凝膠內擴散（在有細胞黏附配體如 RGD 整合素黏附肽的情況下）。
  
  *並非所有的 MMPs 都能裂解 CD 連結。CD-Link 包含 Pro-Leu-Gly-Leu-Trp-Ala 序列，已知至少可被 MMP1、MMP3、MMP7 和 MMP9 裂解。

表二 依應用選擇 TrueGel3D™

產品	TRUE1	TRUE2	TRUE3	TRUE4	真5	TRUE6	TRUE7	TRUE8	TRUE9
球體：		✔			✔	✔			✔
球體：生長依賴於細胞黏附周圍的基質_沒有向外生長/入侵*		✔*			✔*	✔*			✔*
細胞遷移/侵襲試驗*	✔		✔*	✔*			✔*	✔*
Acini and epithelial cyst formation*<	✔	✔*				✔*	✔*			✔*
✔		✔*	✔*			✔*	✔*
						✔	✔	✔	✔
	✔				✔											✔				✔
	✔			✔	✔			✔
✔						✔	✔	✔	✔
注射器充填	✔					✔	✔	✔	✔
穩定的長期培養>2週; 不需要回收細胞				✔	✔			✔	✔
回收細胞以進行下游應用，如 SDS 頁、免疫染色、傳遞等。	✔	✔	✔				✔	✔

*TrueGel3D™ RGD 粘合肽（作为单独成分提供）需要添加

化学概述

具有不同特性的聚合物和交联剂提供了多种选择

TrueGel3D™ 水凝胶系统采用两种类型的聚合物之一

具有不同特性的聚合物和交聯劑為凝膠需求提供了選擇

TrueGel3D™ 水凝膠系統採用兩種聚合物之一：合成、不可降解的聚乙烯醇 (PVA) 或可酵素降解的葡聚糖。

• 聚合物骨架上的快速硫醇反應基團與交聯劑快速反應，在幾分鐘內形成水凝膠。
• 聚合物主幹上的慢硫醇反應基團反應速度較慢，形成水凝膠的速度較慢。

聚合物（PVA 和葡聚糖）是惰性的，不會附著在細胞上。然而，它們可以與生物活性成分（如黏附肽）結合，或與細胞外基質蛋白結合，以允許細胞黏附並模擬相關的生理條件。

TrueGel3D™ 中的交聯劑也分為兩種類型。PEG 非細胞降解交聯劑是由聚乙二醇與硫醇 (SH) 基團在兩端組成。CD 細胞降解交聯劑與 PEG 非細胞降解交聯劑類似，但包含肽序列，可產生基質金屬蛋白酶 (MMP) 的裂解位點。如果細胞黏附分子也是凝膠的成分之一，則含有 CD 細胞可降解交聯劑的凝膠可讓細胞透過裂解結合的縮氨酸來擴散和移動。

水凝胶骨架聚合物<	Thiol-reactive	PVA 不可被葡聚糖酶降解	可被葡聚糖酶降解
硫醇官能化	細胞不可降解的PEG

影響凝膠化速率的變數：

在硫醇（交聯劑）和硫醇反應基團（聚合物）達到等摩爾濃度（從 1.8 mmol/L 開始）時，凝膠的形成效果最佳。

此外，反應速率也受氫離子濃度 (pH) 控制。在較低的 pH 值（酸性環境）下，去質子化的硫酸鹽負離子與硫醇反應基團的反應速度較慢，會減緩聚合物與交聯劑之間的網路形成。因此，可混合試劑盒中的緩衝液（pH 5.5 和 7.2）以產生中間 pH 值，協助優化凝膠化時間。兩種緩衝液都含有酚紅，以利於 pH 監控。

影片：在 TrueGel3D^™ 合成水凝胶中培養的心跳肌肉細胞

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將新鮮製備的胚胎雛雞心臟組織細胞懸浮液嵌入經 RGD Peptide 改性的右旋糖酐基水凝膠中，並以基質金屬蛋白酶可清除交聯劑 (TRUE1)交聯。聚集的心肌細胞被成纖維細胞包圍。心肌細胞由 Udo Kraushaar 博士提供 (NMI Reutlingen, Electrophysiology Group, Germany)。

TRUE1.