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細胞2D與3D培養的區別

發布時間:2024-01-17    瀏覽次數:900

近幾年來,隨著3D培養技術的不斷發展,憑借其顯著的優勢,越來越多的研究將從2D向3D培養過渡。那么2D和3D細胞培養技術到底有何不同,以及3D細胞模型的優勢及應用有哪些?

傳統2D細胞培養技術

二維(2D)平面培養是目前應用最廣泛的細胞生物學研究手段,但其局限性越來越受到關注。組織特異性的結構、生物學行為及細胞間的相互作用在二維環境中明顯缺失,許多通過2D培養環境獲得的細胞生物學行為數據,在相應的動物學模型中不能很好的再現,以2D培養細胞為基礎的藥物篩選也常常遇到體內和體外藥效不一致的情況。

3D細胞培養技術

三維(3D)培養,是一種模擬體內三維生長環境的細胞培養方式。通過讓細胞聚集成3D球體或者將細胞在成分結構類似于實體組織的三維結構載體上粘附、伸展和生長,從時間和空間上共同調控細胞的增殖和分化,使組織結構和功能得以較大程度保留。與2D培養相比,3D培養更真實地再現了細胞與細胞之間以及細胞與胞外基質之間的相互作用,更準確地模擬細胞在組織中的實際微環境,細胞行為特性更接近于生物體內的生存狀態,應用于新藥篩選、腫瘤細胞系統生物學、干細胞研究、功能組織植入和其它細胞分析等研究領域。

2D和3D細胞培養的區別

2D細胞培養和3D細胞培養是兩種常用的細胞培養方法,它們在細胞形態、細胞-細胞相互作用、細胞-基質相互作用、細胞級性、梯度和穿透力等方面存在一些區別。以下是它們的主要區別:

2D和3D細胞培養的區別

細胞形態

2D細胞培養:在2D培養中,細胞生長在平坦的培養皿底部或表面上,通常呈現出扁平的單層形態。
3D細胞培養:3D培養中,細胞在三維空間內生長,可以形成球體、組織樣結構等,更貼近體內環境。

細胞-細胞相互作用

2D細胞培養:由于細胞生長在平面上,細胞-細胞相互作用受限,通常僅限于水平方向。
3D細胞培養:在3D環境中,細胞可以更自然地相互接觸和交流,模擬更接近體內組織的相互作用。

細胞-基質相互作用

2D細胞培養:細胞與基質的相互作用通常較弱,細胞附著在平面基質上。
3D細胞培養:3D培養中,細胞可以與三維基質更緊密地相互作用,模擬更真實的體內微環境。

細胞級性

2D細胞培養:由于2D培養的限制,細胞的形態、功能和信號通路可能受到扭曲,不能完全還原體內情況。
3D細胞培養:3D培養更有助于細胞在更自然環境中保持其正常的形態、功能和信號傳導途徑。

梯度和穿透力

2D細胞培養:在2D培養中,梯度和穿透力通常較難建立,難以模擬體內組織中的這些特性。
3D細胞培養:3D培養中可以更容易地構建化學梯度、物理性質梯度以及不同組織特性的層次結構。

綜上對比,3D培養更接近體內情況,可以提供更準確的研究結果,但也更加復雜。2D培養則更簡單易操作,適用于某些類型的實驗。研究人員應根據具體需求選擇適當的培養方法。

細胞培養基

來源:環凱轉載于"Gene Diagnosis"公眾號,文章版權歸原作者所有;
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