細(xì)胞2D與3D培養(yǎng)的區(qū)別
發(fā)布時(shí)間：2024-01-17 瀏覽次數(shù)：2260
近幾年來，隨著3D培養(yǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，憑借其顯著的優(yōu)勢(shì)，越來越多的研究將從2D向3D培養(yǎng)過渡。那么2D和3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)到底有何不同，以及3D細(xì)胞模型的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用有哪些?
傳統(tǒng)2D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)
二維(2D)平面培養(yǎng)是目前應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞生物學(xué)研究手段，但其局限性越來越受到關(guān)注。組織特異性的結(jié)構(gòu)、生物學(xué)行為及細(xì)胞間的相互作用在二維環(huán)境中明顯缺失，許多通過2D培養(yǎng)環(huán)境獲得的細(xì)胞生物學(xué)行為數(shù)據(jù)，在相應(yīng)的動(dòng)物學(xué)模型中不能很好的再現(xiàn)，以2D培養(yǎng)細(xì)胞為基礎(chǔ)的藥物篩選也常常遇到體內(nèi)和體外藥效不一致的情況。
3D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)
三維(3D)培養(yǎng)，是一種模擬體內(nèi)三維生長(zhǎng)環(huán)境的細(xì)胞培養(yǎng)方式。通過讓細(xì)胞聚集成3D球體或者將細(xì)胞在成分結(jié)構(gòu)類似于實(shí)體組織的三維結(jié)構(gòu)載體上粘附、伸展和生長(zhǎng)，從時(shí)間和空間上共同調(diào)控細(xì)胞的增殖和分化，使組織結(jié)構(gòu)和功能得以較大程度保留。與2D培養(yǎng)相比，3D培養(yǎng)更真實(shí)地再現(xiàn)了細(xì)胞與細(xì)胞之間以及細(xì)胞與胞外基質(zhì)之間的相互作用，更準(zhǔn)確地模擬細(xì)胞在組織中的實(shí)際微環(huán)境，細(xì)胞行為特性更接近于生物體內(nèi)的生存狀態(tài)，應(yīng)用于新藥篩選、腫瘤細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)、干細(xì)胞研究、功能組織植入和其它細(xì)胞分析等研究領(lǐng)域。
2D和3D細(xì)胞培養(yǎng)的區(qū)別
2D細(xì)胞培養(yǎng)和3D細(xì)胞培養(yǎng)是兩種常用的細(xì)胞培養(yǎng)方法，它們?cè)诩?xì)胞形態(tài)、細(xì)胞-細(xì)胞相互作用、細(xì)胞-基質(zhì)相互作用、細(xì)胞級(jí)性、梯度和穿透力等方面存在一些區(qū)別。以下是它們的主要區(qū)別：
細(xì)胞形態(tài)
2D細(xì)胞培養(yǎng)：在2D培養(yǎng)中，細(xì)胞生長(zhǎng)在平坦的培養(yǎng)皿底部或表面上，通常呈現(xiàn)出扁平的單層形態(tài)。
3D細(xì)胞培養(yǎng)：3D培養(yǎng)中，細(xì)胞在三維空間內(nèi)生長(zhǎng)，可以形成球體、組織樣結(jié)構(gòu)等，更貼近體內(nèi)環(huán)境。
細(xì)胞-細(xì)胞相互作用
2D細(xì)胞培養(yǎng)：由于細(xì)胞生長(zhǎng)在平面上，細(xì)胞-細(xì)胞相互作用受限，通常僅限于水平方向。
3D細(xì)胞培養(yǎng)：在3D環(huán)境中，細(xì)胞可以更自然地相互接觸和交流，模擬更接近體內(nèi)組織的相互作用。
細(xì)胞-基質(zhì)相互作用
2D細(xì)胞培養(yǎng)：細(xì)胞與基質(zhì)的相互作用通常較弱，細(xì)胞附著在平面基質(zhì)上。
3D細(xì)胞培養(yǎng)：3D培養(yǎng)中，細(xì)胞可以與三維基質(zhì)更緊密地相互作用，模擬更真實(shí)的體內(nèi)微環(huán)境。
細(xì)胞級(jí)性
2D細(xì)胞培養(yǎng)：由于2D培養(yǎng)的限制，細(xì)胞的形態(tài)、功能和信號(hào)通路可能受到扭曲，不能完全還原體內(nèi)情況。
3D細(xì)胞培養(yǎng)：3D培養(yǎng)更有助于細(xì)胞在更自然環(huán)境中保持其正常的形態(tài)、功能和信號(hào)傳導(dǎo)途徑。
梯度和穿透力
2D細(xì)胞培養(yǎng)：在2D培養(yǎng)中，梯度和穿透力通常較難建立，難以模擬體內(nèi)組織中的這些特性。
3D細(xì)胞培養(yǎng)：3D培養(yǎng)中可以更容易地構(gòu)建化學(xué)梯度、物理性質(zhì)梯度以及不同組織特性的層次結(jié)構(gòu)。
綜上對(duì)比，3D培養(yǎng)更接近體內(nèi)情況，可以提供更準(zhǔn)確的研究結(jié)果，但也更加復(fù)雜。2D培養(yǎng)則更簡(jiǎn)單易操作，適用于某些類型的實(shí)驗(yàn)。研究人員應(yīng)根據(jù)具體需求選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)方法。
來源：環(huán)凱轉(zhuǎn)載于"Gene Diagnosis"公眾號(hào)，文章版權(quán)歸原作者所有；
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