Only Perception: 星國新發明：可逆轉的 3D 細胞培養凝膠

2008-09-29

星國新發明：可逆轉的 3D 細胞培養凝膠

Reversible 3-D cell culture gel invented
http://www.physorg.com/news141835077.html

September 28, 2008

新加坡的 Institute of Bioengineering and Nanotechnology（IBN），今年其慶祝成立五週年，發明了一種獨特的、友善的凝膠，那可依照需求液化，有潛力能為醫學研究革新三維細胞培養。

如同 Nature Nanotechnology 當中的報告，IBN 的新奇凝膠培養基，當它受到適度的剪力時具有獨特的液化能力，並且在施力移除一分鐘內再度重新固化成凝膠。這種在凝膠與液態之間恢復的現象稱為搖變性（thixotropy，觸變性、搖溶性）。

IBN 的搖變性凝膠是由二氧化矽與聚乙二醇（PEG）的奈米複合物在室溫下合成，無需特殊的儲存條件。這種新奇的材料能促進安全且便利的三維細胞培養，因為不需要任何化學步驟就能將細胞輕易地添加至凝膠基質。

根據 IBN 執行主管 Jackie Y. Ying, Ph.D.，"細胞培養按照慣例是在平面上完成，例如玻璃載片。那在生物與醫學研究是種必要步驟而且廣泛用於處理細胞、合成生物學與為各式各樣的疾病開發療法。"

"相較於傳統在平面上的 2D 培養，在 3D 基質內培養細胞將更能模仿體內的實際狀況。3D 細胞培養也有望替藥物篩檢開發更好的細胞化驗，" Dr. Ying 補充。

IBN 凝膠的另一種關鍵特色是，研究者可輕易的藉由移液管從液化的凝膠取得所需要的數量，將已培養的細胞自基質轉移。

不同於傳統的細胞培養，將培養細胞自固態培養基分離時不必使用胰蛋白酶（trypsin）。胰蛋白酶是一種酵素，已知會損害細胞，尤其是幹細胞的培養，這種長期優質且可行的細胞培養，利用 IBN 的搖變性凝膠將能獲得大幅改善而不必暴露在這種酵素中。

研究者也能夠控制該凝膠的堅硬性，因此使幹細胞能更容易分化成特定細胞類型。

"當幹細胞能分化成各種細胞類型時，控制幹細胞分化的方法就很重要。我們的凝膠不但能提供一種新奇的方法來研究幹細胞的分化，還能夠提供一種將生物訊號引入細胞以研究它們在 3D 培養中之效應的新工具，" Shona Pek 說，IBN 研究官員。

Andrew Wan, Ph.D.，IBN 團隊領導者以及首席研究科學家補充，"這種凝膠的另一種有趣的特性是其支持細胞之胞外間質（extracellular matrix，ECM）分泌的能力。凝膠的堅硬度是由 ECM 分泌所調控，而且能透過細胞對於藥物治療或疾病症狀的反應來研究 ECM 產生。"

"這種搖變性凝膠也許能提供基礎研究與藥物開發新的洞見，" Dr. Wan 補充。

※ 相關報導：

＊ A thixotropic nanocomposite gel for three-dimensional cell culture
http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2008.270

Y. Shona Pek, Andrew C. A. Wan, Asha Shekaran, Lang Zhuo &
Jackie Y. Ying
Nature Nanotechnology Published online: 28 September 2008
doi: 10.1038/nnano.2008.270