膠原蛋白(Collagen)是結締組織和內臟器官外基質的主要成分,膠原蛋白種類很多,常見類型包括I型、II型、III型、IV型等等。其中,I型膠原蛋白(Collagen,TypeI)因廣泛分布于皮膚、骨骼、肌腱及其他纖維結締組織中而常常被應用于細胞的體外培養。當用做凝膠基質時,膠原蛋白有助于增強細胞形態特異性和維持細胞功能,促進細胞貼壁等作用,同時還是一種天然粘附劑。
傳統細胞培養方式主要是讓細胞生長在玻璃或塑料平面上,細胞只能沿二維平面延伸,這種培養方式稱為2D培養。由于某些原代細胞如神經細胞以及干細胞等難以在常規平面附著,需要包被膠原作為促進細胞貼壁的基質,所以膠原包被常常在原代細胞和干細胞2D培養中發揮著重要作用。
與之相比,由膠原蛋白配置的3D固體凝膠形成的三維立體網狀結構,能更真實地模擬體內組織結構及微環境,滿足復雜細胞組織間相互作用,為細胞提供更好的生長和分化條件。因此,細胞3D培養比傳統2D培養的應用前景更為廣泛,3D培養主要用于以下幾個方面:
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