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细胞2D与3D培养的区别

发布时间:2024-01-17    浏览次数:568

近几年来,随着3D培养技术的不断发展,凭借其显著的优势,越来越多的研究将从2D向3D培养过渡。那么2D和3D细胞培养技术到底有何不同,以及3D细胞模型的优势及应用有哪些?

传统2D细胞培养技术

二维(2D)平面培养是目前应用最广泛的细胞生物学研究手段,但其局限性越来越受到关注。组织特异性的结构、生物学行为及细胞间的相互作用在二维环境中明显缺失,许多通过2D培养环境获得的细胞生物学行为数据,在相应的动物学模型中不能很好的再现,以2D培养细胞为基础的药物筛选也常常遇到体内和体外药效不一致的情况。

3D细胞培养技术

三维(3D)培养,是一种模拟体内三维生长环境的细胞培养方式。通过让细胞聚集成3D球体或者将细胞在成分结构类似于实体组织的三维结构载体上粘附、伸展和生长,从时间和空间上共同调控细胞的增殖和分化,使组织结构和功能得以较大程度保留。与2D培养相比,3D培养更真实地再现了细胞与细胞之间以及细胞与胞外基质之间的相互作用,更准确地模拟细胞在组织中的实际微环境,细胞行为特性更接近于生物体内的生存状态,应用于新药筛选、肿瘤细胞系统生物学、干细胞研究、功能组织植入和其它细胞分析等研究领域。

2D和3D细胞培养的区别

2D细胞培养和3D细胞培养是两种常用的细胞培养方法,它们在细胞形态、细胞-细胞相互作用、细胞-基质相互作用、细胞级性、梯度和穿透力等方面存在一些区别。以下是它们的主要区别:

2D和3D细胞培养的区别

细胞形态

2D细胞培养:在2D培养中,细胞生长在平坦的培养皿底部或表面上,通常呈现出扁平的单层形态。
3D细胞培养:3D培养中,细胞在三维空间内生长,可以形成球体、组织样结构等,更贴近体内环境。

细胞-细胞相互作用

2D细胞培养:由于细胞生长在平面上,细胞-细胞相互作用受限,通常仅限于水平方向。
3D细胞培养:在3D环境中,细胞可以更自然地相互接触和交流,模拟更接近体内组织的相互作用。

细胞-基质相互作用

2D细胞培养:细胞与基质的相互作用通常较弱,细胞附着在平面基质上。
3D细胞培养:3D培养中,细胞可以与三维基质更紧密地相互作用,模拟更真实的体内微环境。

细胞级性

2D细胞培养:由于2D培养的限制,细胞的形态、功能和信号通路可能受到扭曲,不能完全还原体内情况。
3D细胞培养:3D培养更有助于细胞在更自然环境中保持其正常的形态、功能和信号传导途径。

梯度和穿透力

2D细胞培养:在2D培养中,梯度和穿透力通常较难建立,难以模拟体内组织中的这些特性。
3D细胞培养:3D培养中可以更容易地构建化学梯度、物理性质梯度以及不同组织特性的层次结构。

综上对比,3D培养更接近体内情况,可以提供更准确的研究结果,但也更加复杂。2D培养则更简单易操作,适用于某些类型的实验。研究人员应根据具体需求选择适当的培养方法。

细胞培养基

来源:环凯转载于"Gene Diagnosis"公众号,文章版权归原作者所有;
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