The Right Hydrogel in Your Microplates: Better 3D Cell Culture Research | 3D Cell Culturing | Corning

ハイドロゲルなる材料が報告され始めたのは1960年代のこと。以来、ハイドロゲルは、適用範囲や応用分野の両面で飛躍的な進展を遂げてきました。半世紀の時を経た今、組織再生を含む幅広い研究の現場では、マイクロプレートに親水性ポリマー材料も使われるようになっています。

バイオプリンティングやアダプティブバイオエンジニアリングの分野で新たなイノベーションが生まれるなど、その勢いはとどまるところを知らず、3D細胞培養の分野で活躍しそうな新しい有望な選択肢が市場にあふれています。ここで気になるのは、どのタイプのハイドロゲルが用途に適しているかです。

さまざまな条件に左右されますが、中でも重要なのは、研究トラックです。まずはin vivo様環境構築のための機能的応用を含め、ハイドロゲルを大きなグループごとに見ていきましょう。

Corning® マトリゲル基底膜マトリックス

30年近くに渡り、さまざまな研究環境で用いられる天然の細胞外基質(ECM)環境ハイドロゲルの代表格とされているのが、Corning® マトリゲル基底膜マトリックスです。EHS(Engelbreth-Holm-Swarm)マウス肉腫からの抽出成分由来のこの基質は、(幹細胞などさまざまな細胞タイプの中でも)足場依存性の正常上皮細胞と形質転換上皮細胞の接着・分化を改善するだけでなく、3D細胞培養のためのin vivo環境をさらに正確に模倣できるようになります。

マトリゲル基底膜マトリックスは、さまざまな細胞タイプと高い適合性を持ち、あらゆるがん研究、神経生物学などの領域で幅広いアプリケーションに対応します。例えば、本ハイドロゲルは、次のような研究分野で有効です。

  • マウスやヒトの上皮細胞の3D培養
  • 正常オルガノイドと疾患オルガノイドを形成・培養するための足場材料
  • in vivoでの末梢神経の再生
  • がん細胞浸潤アッセイ
  • 血管新生のin vitro解析・in vivo解析
  • 免疫抑制マウスモデルによるヒト腫瘍のin vivo増殖

さらに、マトリゲル基底膜マトリックスをスフェロイドマイクロプレートと組み合わせることで、より凝集したスフェロイド形成にも対応します。

その他の天然ECMハイドロゲル

自己凝集性のコラーゲンには、ある状況では表面としても基質としても利用できる2つの有用性があり、数多くのセルベースアッセイで十分な柔軟性を発揮します。細胞増殖や組織形成などを伴う3D細胞培養研究には、マウス、ブタ、ヒトの胎盤を原料とするコラーゲンが欠かせません。そのため、がん研究や関節炎などの領域で有望視されています。

別の天然ECMであるマウス由来のラミニンは、細胞の増殖や接着、遊走、走化性、分化など、さまざまなアプリケーション向けに3D細胞培養環境を構築します。

合成ペプチドハイドロゲル

合成マトリックス(Corning® PuraMatrix™ ペプチドハイドロゲルなど)も、3D細胞培養研究用に天然ECM環境の挙動を模倣しますが、こちらのほうが柔軟性はもう少し高くなります。自己凝集性ペプチドのおかげで、ハイドロゲルには、肝細胞前駆細胞、ラット褐色細胞腫由来細胞、海馬ニューロン、内皮細胞の分化促進など、いくつかの状況で有用性があります。

また、このハイドロゲルは、幹細胞増殖、血管新生アッセイ、腫瘍細胞の遊走・浸潤、組織再生のin vivo研究にも応用できます。ただし、細胞の増殖・分化が目的の場合には留意点があり、ペプチドハイドロゲルと、ECMタンパク質などの生理活性分子の最適な混合比を検討する必要があります。

最適なハイドロゲル選びに迷ったら

心配無用です。 完璧なin vivo様環境での3D細胞培養研究の最適化をお手伝いします。最新のプロトコールやアプリケーションなど、研究現場で役立つ最新技術情報をお届けします。メールマガジンにご登録いただくか、直接お問い合わせください