IMAGE: Peptide hydrogel. Credit: Manchester biogel

대부분의 연구는 여전히 세포가 플레이트의 평평한 단층에서 성장되는 2D 세포 배양에 초점을 맞추고 있습니다. 

그러나 3D 세포 배양은 세포가 성장하고 주변 세포외 기질과 3차원적으로 상호 작용할 수 있는 배양 환경을 제공합니다. 

펩타이드 하이드로겔은 3D 세포 배양을 위한 이상적인 매트릭스입니다.

PeptiGels® 펩타이드 하이드로겔은 완전 합성되고 자발적으로 자가 조립되어 천연 세포외 기질(ECM)을 모방한 3D 나노 섬유 하이드로겔을 형성합니다. 

이러한 하이드로겔의 기계적 강성은 조절되며 대부분의 조직 유형의 강성과 일치합니다. 

섬유 표면은 생물학적 과정을 신호하고 향상시키는 것으로 입증된 주요 ECM 단백질의 여러 생체모방 펩타이드 서열로 (생)화학적으로 기능화될 수 있습니다. 

여기에는 RGD (피브로넥틴), IKVAV (라미닌), YIGSR (라미닌) 및 GFOGER (콜라겐)가 포함됩니다. 

펩타이드 하이드로겔의 특성을 조정하여 세포의 요구에 맞는 최적의 환경을 제공할 수 있는 능력은 

M**, Geltrex™ 및 콜라겐과 같은 동물 유래 매트릭스에 대한 이상적인 대안이 됩니다.

펩타이드는 자연의 구성 요소이기 때문에 PeptiGels®는 본질적으로 생체 적합성이 있으며 세포가 생존하고 번성하기에 적합한 환경을 제공합니다.

3D 세포 배양 스캐폴드

3D 세포는 일반적으로 모든 방향으로 성장할 수 있는 지지 스캐폴드 내에서 배양됩니다. 세포외 기질 스캐폴드의 가장 인기 있는 유형은 다음과 같습니다.

• 하이드로겔 매트릭스 – 가교되고 물을 흡수하고 보유할 수 있는 폴리머 사슬 네트워크를 포함하는 폴리머 재료를 사용하여 생산됩니다. 하이드로겔은 동물이나 식물에서 추출하거나, 화학 물질에서 합성하거나, 탈세포화된 종양 세포외 기질일 수 있습니다.
• 불활성 매트릭스 – 세포가 성장하고 증식할 수 있는 기공을 포함하는 스폰지와 같은 폴리스티렌 막에서 생성됩니다.

3D 세포 배양을 사용하는 이유는 무엇입니까?

세포 및 질병 메커니즘을 연구하는 과학자들은 사용이 간편하고 비용 효율적이기 때문에 오랫동안 평평한 2D 세포 배양에 의존해 왔습니다. 

그러나 3D 세포 배양은 생리학적으로 더 관련성이 있고 생체 내 조직을 더 잘 나타내기 때문에 지난 10-20년 동안 인기가 높아졌습니다.

인체 내의 어떤 세포 유형도 다른 세포나 조직과 독립적인 단층으로 성장하지 않습니다. 그들은 복잡하고 세포외 기질 내에 다른 세포 유형을 포함하는 3D 구조에서 자라는 경향이 있습니다. 

이 구조에서 일어나는 수많은 세포-기질 및 세포-세포 상호 작용은 모두 세포 행동에 영향을 미칩니다.

이 외에도 2D 단층은 산소와 영양소에 균일하게 접근할 수 있으며, 이는 암 종양과 같은 3D 세포 덩어리와 동일하지 않습니다. 

3D 종양 스페로이드는 생체 내 종양을 더 잘 대표하며, 내부 세포는 외부 층에 비해 산소와 영양소에 대한 접근성이 낮습니다.

3D 세포 배양의 응용

3D 세포 배양 모델은 질병 메커니즘을 더 잘 이해하고 약물 치료제를 발견하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 

3D 세포 배양을 조작하여 과학자들이 질병 경로를 더 잘 이해하거나 저분자 약물을 스크리닝할 수 있습니다. 

이는 3D 세포 배양이 2D 배양에 비해 약물 처리의 독성 또는 효능을 더 정확하게 예측하는 경향이 있기 때문입니다.

3D 세포 배양 어세이

3D 세포 배양 분석법을 사용하는 과학자들이 직면한 주요 과제 중 하나는 특정 세포 유형에 적용할 수 있는 분석법을 찾는 것입니다. 

대부분의 기존 세포 기반 분석은 원래 2D 단층 또는 현탁액의 세포를 위해 설계되었으므로 설계는 3D 구조의 질량이나 크기를 고려하지 않습니다. 

이는 세포 용해가 제한적이거나 분석 화학이 압도적임을 의미할 수 있습니다.

PeptiGel 하이드로겔의 장점

그렇다면  펩티젤® 은 어떤 이점이 있습니까?

PeptiGels (cellgs.com)

1)동물 및 질병이 없습니다 - PeptiGels®는 완전 합성 및 동물성 제품이 없습니다. 그들은 100% 윤리적입니다. 다양한 인체 조직과 생체 내 환경을 밀접하게 모방하도록 제조되어 인간에 대한 번역 가능성을 높입니다.

2)재현 가능 - PeptiGels®는 일관된 제품 품질을 보장하는 엄격한 품질 관리를 통해 전용 시설에서 제조됩니다. 이를 통해 매번 동일한 결과를 얻을 수 있다는 확신을 가질 수 있으므로 데이터 품질과 안정성이 향상됩니다.

3)기계적으로 조정 가능 - PeptiGels®는 다양한 기계적 강도와 점도로 제공되므로 세포 및 바이오 프린팅 요구에 맞게 스캐 폴드를 최적화 할 수 있습니다. 사용 가능한 강성의 범위는 모든 인간 조직 유형을 모방하고 세포 행동과 운명을 제어할 수 있습니다.

4)생화학적 기능 - 생리활성 펩타이드 서열은 세포와 ECM 사이의 동적 상호 작용에 영향을 미치기 위해 펩타이드 하이드로겔 내에 통합될 수 있습니다. 이것은 통제되고 체계적인 방식으로 수행됩니다.

5)편리하고 즉시 사용 가능 - 당사의 제품은 기성품 하이드로겔로 공급됩니다. 복잡한 온도 또는 pH 제어 단계가 필요하지 않습니다. 실온에서 세포를 시드하기만 하면 일관된 결과를 얻을 수 있어 시간과 번거로움을 모두 줄일 수 있습니다.

6)분무 가능, 주사 및 인쇄 가능 - 당사의 하이드로겔의 전단 박화 특성으로 인해 유연한 취급이 가능하여 고처리량 액체 처리 시스템 및 압출 기반 바이오프린팅에 사용할 수 있습니다. 또한 표적 약물 전달 및 세포 치료를 위해 주사, 스프레이 또는 내시경을 통한 다양한 전달이 가능합니다.

7)투명 - PeptiGel은® 광학적으로 투명하여 이미징 기술과 호환되어 라이브 셀 이미징 및 세포 이동성의 실시간 정량화가 가능합니다.

8)임상적으로 번역 가능 - 당사의 하이드로겔은 완전히 정의되어 있으며 고유한 생체 적합성으로 인해 임상적으로 번역 가능한 연구가 가능합니다.

[Peptigel의 세포 호환성]