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細胞外マトリックス(ECM)/細胞培養用ハイドロゲル製品特集

掲載日情報:2021/11/19 現在Webページ番号:67379

細胞外マトリックス(ECM:Extracellular Matrix)ベースのハイドロゲルやその他のハイドロゲル製品,基底膜抽出物(BME:Basement Membrane Extract)製品,ECMタンパク質製品,あらかじめECMをコートしている培養用器材をご紹介します。様々な細胞に適した細胞周囲の微細環境を提供して,細胞分化の維持,三次元培養,組織形成の促進,生体内に近い条件での細胞アッセイなどに使用できます。
細胞遊走性・浸潤性研究用製品については,「細胞遊走(Migration)/細胞浸潤(Invasion)製品特集」をご覧下さい。

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がん細胞培養例

ヒト乳がん細胞(MCF-7)の三次元培養例

ヒト乳がん細胞(MCF-7)培養例
ヒト乳がん細胞(MCF-7)培養例

TheWell Bioscience社のVitroGel Hydrogel Matrix(#VHM01)内でヒト乳がん細胞(MCF-7)を三次元培養した。播種1日目からブドウ状の細胞コロニーの形成が見られ,培養日数の経過に伴いミニ腫瘍への成長が観察された(7日後)。


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細胞外マトリックス(ECM)とは

細胞外マトリックス(ECM:Extracellular Matrix)の形成は,細胞表面にフィブロネクチンフィラメントが沈着することから始まる厳密な階層的組み立てパターンに従って行われます1。細胞は,分解と再構築のメカニズムによってECMを再構築し続けており,ECMのダイナミックな性質は,発生,創傷治癒,およびある種の病態において特に顕著です2。哺乳類のECMまたは「コア・マトリソーム」を構成するタンパク質は300種類以上あると推定されており,これには多数のECM関連タンパク質は含まれていません3。細胞は,インテグリンやシンデカン(syndecan)などのレセプターを介してECMと相互作用し,複数のシグナルが伝達されて,細胞の分化,増殖,生存,運動などの重要な細胞プロセスを制御しています3。また,ECMは,VEGF,HGF,BMPなどの成長因子と結合することが明らかになっており,これらの成長因子は,発生過程におけるパターン形成を制御する成長因子勾配を形成すると考えられています4。ECMによって制御される細胞プロセスの多くは,アクチンや微小管の細胞骨格の再編成を介して行われます5

細胞外マトリックス(ECM)タンパク質については,「細胞培養におけるECMタンパク質の役割」をご覧下さい。

参考文献

  1. Sottile J. and Hocking D., "Fibronectin polymerization regulates the composition and stability of extracellular matrix fibrils and cell-matrix adhesions.", Mol. Biol. Cell., 13, 3546~3559(2002). [PMID: 12388756]
  2. Daley W., et al., "Extracellular matrix dynamics in development and regenerative medicine.", J. Cell Sci., 121, 255~264(2007). [PMID: 18216330]
  3. Hynes R. and Naba. "Overview of the matrisome-an inventory of extracellular matrix constituents and functions.", Cold Spring Harb Perspect Biol., 4(1):a004903 (2012). [PMID: 21937732]
  4. Taipale J. and Keski-Oja J., 1997. Growth factors in the extracellular matrix.", FASEB J., 11, 51~59(1997). [PMID: 9034166]
  5. Ballestrem C. and Peter Clark, et al., "Interplay between the actin cytoskeleton, focal adhesions and microtubules.", Cell Motility: from molecules to organisms, 5, 75~99(2004).

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オルガノイド三次元細胞培養の操作法概略

オルガノイド細胞培養の操作法概略

オルガノイド細胞培養の一般的な操作法概略

  1. 個々の細胞やオルガノイドの断片を液体の細胞外マトリックス(ECM)に埋め込む。
  2. 温めた組織培養用プラスチック容器の表面に小滴状に分注する。ECMは37℃でインキュベートするとゲル状に固まるため,培養液で覆うことができる。
  3. オルガノイドはドーム内で三次元構造を形成し,これを収穫して継代,凍結保存,分析することができる。

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細胞培養用ハイドロゲル


VitroGel:3D細胞培養などに最適なアニマルフリーのハイドロゲル

三次元細胞培養や二次元培養用プレートへのコーティングによる細胞遊走性・浸潤性研究,実験動物への導入にも使用できるアニマルフリーな多糖ベースのハイドロゲルです。

製品の詳細については「VitroGel 3Dシリーズ」をご覧下さい。

3D管腔乳がんモデル:繊維芽細胞の長期三次元培養および共培養例

VitroGel Hydrogel Matrix(#VHM01)でのMCF7乳がん細胞の長期三次元培養例

長期培養の様々な段階(1,7,14,35日目)でのMCF-7細胞の形態を示した。

  • 1日目~:細胞スフェロイド形成中において,管腔構造()が観察された。
  • 7日目~:一部の細胞で極性の喪失し,管腔構造がより明確になった。
  • 14日目:スフェロイド構造が観察された。
  • 35日目:悪性化したスフェロイドは,不均一な細胞塊を生成し続けた。

商品コードをクリックすると価格表をご覧いただけます。

適した細胞種 品名 修飾 商品コード
幅広い細胞種 VitroGel Hydrogel Matrix Ready-to-use 非修飾 VHM01
幅広い細胞種 VitroGel Hydrogel High Concentration 3D 非修飾 TWG001
RGD 細胞接着ペプチドRGD TWG003
COL Collagen mimetic (GFOGER) TWG009
MMP Matrix metalloproteinases (MMP) TWG010
IKVAV Laminin TWG007
YIGSR Laminin TWG008
ヒト多能性幹細胞(hiPSC) VitroGel STEM Ready-to-use 非修飾 VHM02
間葉系幹細胞(MSC) VitroGel MSC Ready-to-use 非修飾 VHM03
オルガノイド VitroGel ORGANOID Ready-to-use 非修飾 VHM04
HEK293細胞 VitroGel HEK293 Ready-to-use 非修飾 VHM05

キットにより内容は異なります。
VitroGel Hydrogel High Concentrationをご購入の際に,Dilution Solution TYPE Ⅰ(50 ml)またはTYPE Ⅱ(50 ml)のいずれか一つをご選択いただきます。

MatriMix511:コラーゲンやラミニンE8(511E8),ヒアルロン酸の細胞培養基質

MatriMix logo

MatriMix511は,コラーゲンやラミニンE8,ヒアルロン酸から構成される新たな三次元培養用基材です。
コラーゲンとラミニンE8の種類や組み合わせ,濃度を変えることで
様々な細胞に適した細胞周囲の微細環境を提供して組織形成を促します。

製品の詳細については「MatriMix511」をご覧下さい。

MatriMix511を用いた三次元細胞培養

MatriMix511を用いた三次元細胞培養

MatriMix511に含まれるラミニンは,全長ラミニンと同程度のインテグリン結合活性を有するE8断片です。ラミニンE8は221E8,411E8,511E8を取り揃えています。コラーゲンもまた,Ⅰ型コラーゲンの基本ラインナップに加え,Ⅲ型,Ⅳ型,Ⅴ型の混合バージョンを用意しています。

製品ロゴをクリックすると各製品の詳細を,商品コードをクリックすると価格表をご覧いただけます。

品名 キット内容 包装 商品コード
MatriMix(511) A液:1.85 x DMEM, ラミニン 511E8断片/ヒアルロン酸架橋物
B液:2.5% 炭酸水素ナトリウム
C液:2.5 mg/ml コラーゲン
1 set 899001

iMatrixシリーズ:ヒトラミニン断片の細胞培養基質

各種ラミニン断片を精製した高純度な細胞培養基質です。

ラミニン511-E8断片を使用したES/iPS細胞培養の大量生産

Laminin511-E8とMatrigelを用いたES/iPS細胞培養における細胞増殖の比較例 ES/iPS細胞を従来の方法(コロニー法)で培養したものと,ラミニン511-E8断片を細胞培養基質として使用したもので30日間細胞数を比較した。
グラフは横軸が「培養日数」で縦軸が「細胞数」を示す。
結果は,従来法(コロニー法)と比べて,ラミニン511-E8断片を細胞培養基質として使用すると細胞数が200倍以上増えることが確認された。

製品ロゴをクリックすると各製品の詳細を,商品コードをクリックすると価格表をご覧いただけます。

品名 フォーマット 特長 包装 商品コード
iMatrix-511 iMatrix-511 液体フォーマット
(希釈が必要)
ES/iPS細胞のフィーダーフリー培養,
シングルセル継代ができる。

silkシリーズ:遺伝子組換えカイコ発現系
2x175μg
6x175μg
892011
892012
iMatrix-511 silk 6x175μg 892021
EASY iMatrix-511ロゴ Easy iMatrix-511 液体フォーマット
(希釈が不要)
100 ml 892018
Easy iMatrix-511 silk 100 ml 892024
iMatrix-411 iMatrix-411 液体フォーマット
(希釈が必要)
幹細胞を血管内皮細胞に分化誘導できる 2x175μg
6x175μg
892041
892042
iMatrix-221 iMatrix-221 液体フォーマット
(希釈が必要)
心筋細胞の純化・維持ができる 2x175μg
6x175μg
892061
892062

3-D Life Hydrogel Kit:細胞分解性/非分解性の特性を有するハイドロゲル

チオール反応性水溶性ポリマーとチオール基を有する架橋剤を組み合わせて架橋することにより,非分解性,細胞分解性,Dextranase分解性のいずれかの特性を有する3-D Hydrogelを作製できます。また,目的に応じて水溶性ポリマーと架橋剤との配合比や反応時のpHを調整することにより,ご自身でゲル化に要する時間や,ゲル硬度を自由に調節することも可能です。

これらの3-D Hydrogelは,細胞に結合せず,細胞機能に影響を与えないことから,接着性ペプチドや細胞外マトリックスタンパク質またはそのフラグメントなどの生物活性因子の添加による細胞の表現型の解析に有用です。

製品の詳細については「3-D Life Hydrogel Kit」をご覧下さい。

3-D Life PVA-PEG Hydrogel中で9日間培養したMDCK細胞の共焦点レーザー顕微鏡での観察像。
アクチン細胞骨格()と細胞核()を染色した。スケールバー:50μm。

MDCK細胞:PEG-Linkを使用

A:コントロールとしてThioglycerolを添加したハイドロゲルでは細胞が極性を持たず,凝集して存在している。

MDCK細胞:CD-Linkを使用

B:細胞接着を促進するRGDペプチドを添加したハイドロゲルでは,細胞が極性を持って単層化し,内腔構造を取り囲んで嚢胞を形成している様子が見られる。

商品コードをクリックすると価格表がご覧いただけます。調製済みのユーザー分解性,細胞分解性のハイドロゲルを作製する3-D Life ToGro Hydrogelについては,品名をクリックすると製品の詳細がご覧いただけます。

品名 ポリマー 架橋剤 商品コード ゲル化速度 Dextranase分解性 細胞分解性
3-D Life Dextran-PEG Hydrogel FG Mal-Dextran PEG-Link FG90-1 Fast
3-D Life Dextran-CD Hydrogel FG Mal-Dextran CD-Link FG91-1
3-D Life PVA-PEG Hydrogel FG Mal-PVA PEG-Link FG80-1
3-D Life PVA-CD Hydrogel FG Mal-PVA CD-Link FG81-1
3-D Life Dextran-PEG Hydrogel SG SG-Dextran PEG-Link G92-1 Slow
3-D Life Dextran-CD Hydrogel SG SG-Dextran CD-Link G93-1
3-D Life Dextran-HyLink Hydrogel SG SG-Dextran HyLink G95-1
3-D Life PVA-PEG Hydrogel SG SG-PVA PEG-Link G82-1
3-D Life PVA-CD Hydrogel SG SG-PVA CD-Link G83-1
3-D Life PVA-HyLink Hydrogel SG SG-PVA HyLink G85-1
3-D Life ToGro Hydrogel RGD-Dextran CD-Link G94-1 Preconfigured

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基底膜抽出物(BME:Basement Membrane Extract)

Basement Membrane Extract(BME:基底膜抽出物)とは

Basement Membrane Extract(BME)は,Engelbreth-Holm-Swarm(EHS)腫瘍より精製した基底膜抽出物です。37℃で重合して再構成された基底膜を形成することで,天然の細胞外マトリックスハイドロゲルとなります。

基底膜は,内皮細胞,上皮細胞,筋細胞,神経細胞などと隣接するストローマとの間のインターフェースを形成する特殊な細胞外マトリックスの連続シートであり,細胞の接着,移動,増殖,分化に影響を与え,組織の構成に不可欠な役割を果たしています。BMEの主な構成要素は,ラミニン,コラーゲンIV,エンタクチン,ヘパリン硫酸プロテオグリカンなどです。

BMEの主な構成要素

Cultrex Basement Membrane Extractシリーズ

Cultrex Basement Membrane Extract(BME:基底膜抽出物)は,初代内皮細胞,上皮細胞,平滑筋幹細胞の分化促進,細胞接着,神経突起成長,血管新生,in vitroにおける細胞浸潤およびin vivoにおける腫瘍形成アッセイに最適です。

製品の詳細については「Cultrex Basement Membrane Extract(BME:基底膜抽出物)」をご覧下さい。

Cultrex RGF BMEを使用したHUVECの管形成

Cultrex RGF BMEを使用したHUVECの管形成

ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)をCultrex RGF BME(#3433-005-01)を使用し4時間(37℃,5%CO2)培養後,2μM Calcein AM(#4892-010-K)で標識した。

Cultrex RGF BMEtype を使用したオルガノイドの肝細胞への分化

Cultrex RGF BMEタイプ2を使用したオルガノイドの肝細胞への分化
Cultrex RGF BME type2(#3533-005-02)でヒト肝臓オルガノイドを11日間分化し,免疫染色で肝細胞マーカーの発現を検証した。

  • :アルブミン
  • :Zona Occludens-1
  • :Hoechst(核)

タイプをクリックすると製品の詳細を,品名をクリックすると製品詳細をご覧いただけます。

主な用途 品名 抗張力 Growth Factor Content
一般的な培養,接着,浸潤 Cultrex Basement Membrane Extract, PathClear Regular
Reduced
胚性幹細胞(hESC),iPS細胞の接着,維持 Cultrex Stem Cell Qualified BME Reduced
3D培養 Cultrex 3-D Culture Matrix Basement Membrane Extract, PathClear Reduced
オルガノイドと幹細胞の2Dおよび3D培養用ハイドロゲル Cultrex UltiMatrix Reduced Growth Factor Basement Membrane Extract Reduced
培養が難しいオルガノイド Cultrex Reduced Growth Factor Basement Membrane Extract, Type R1, PathClear Reduced
異種移植片,オルガノイド培養 Cultrex Basement Membrane Extract, Type 2, PathClear Regular
Reduced
異種移植片培養,腫瘍移植片などの培養を含むin vivoでの試験 Cultrex Basement Membrane Extract, Type 3, PathClear Regular

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細胞外マトリックス(ECM)タンパク質

様々なモデルに対応するため,ラミニンⅠ,コラーゲンⅠ,コラーゲンⅣ,フィブロネクチン,ビトロネクチンなど,さまざまなECM成分タンパク質が開発されています。これらには,3Dまたは幹細胞培養のために修飾された製品もあります。

細胞培養におけるECMタンパク質の役割

コラーゲン タイプ Ⅰ(Type Ⅰ Collagen)
結合組織や内臓に存在する細胞外マトリックスの主要な構造成分で,発生過程において細胞の接着,成長,分化,移動,組織の形態形成を促進するために用いられます。

コラーゲン タイプ Ⅳ(Type Ⅳ Collagen)
コラーゲンIVは,上皮細胞や内皮細胞の下にある基底膜の主要な構成要素であり,筋肉,脂肪,神経細胞を取り囲んでいます。細胞の接着と増殖を促進するために,培養組織の表面に薄いコーティングとして使用することができます。

ラミニン Ⅰ(Laminin Ⅰ)
ラミニンIは,内皮細胞,上皮細胞,筋肉細胞,神経細胞などと隣接する細胞外マトリックスとの間に形成される基底膜の主要構成要素です。細胞の接着,移動,増殖,分化に影響を与え,組織の構成に不可欠な役割を果たしています。

フィブロネクチン(Fibronectin)
フィブロネクチンは,血液や結合組織に豊富に含まれる細胞外マトリックスタンパク質です。一般的な細胞接着分子として,あるいは細胞表面と細胞外マトリックスの間の結合を調節する分子として,コラーゲン線維形成に不可欠な機能を果たしています。

ビトロネクチン(Vitronectin)
ビトロネクチンは,細胞の接着と拡がりを促進する主要な血漿糖タンパク質です。コラーゲンIV,フィブロネクチン,およびラミニンと共に,未分化なヒト胚性幹細胞の増殖を長期的にサポートします。細胞の接着,増殖,分化を促進するために培養組織の表面をコーティングしたり,無血清培地の添加剤として使用することができます。


細胞外マトリックス(ECM)タンパク質製品

製品名をクリックすると製品詳細をご覧いただけます。

用途 メーカー 製品
幅広い細胞種用 HBL社ロゴ(HBL社) HumaMatrix Native Human Derived ECM
コラーゲン NIP社ロゴ(NIP社) コラーゲンⅠ/Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ
コラーゲン HBL社ロゴ(HBL社) HumaDerm Human Skin Collagen Type I(可溶性/不溶性)
ゼラチン HBL社ロゴ(HBL社) Huma OsteoGelatin(ヒトドナー骨由来ゼラチン)
ビトロネクチン LDB社ロゴ(LDB社) 組換え体細胞外マトリックスタンパク質
各種タンパク質 RSD社ロゴ(RSD社) Cultrex Extracellular Matrix (ECM)
幹細胞培養タンパク質 RSD社ロゴ(RSD社) Cultrex Stem Cell PathClear
フィブロネクチン,ラミニン CYO社ロゴ(CYO社) 細胞外マトリックス構成タンパク質

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あらかじめECMをコートしている培養用器材

ヒト細胞由来の細胞外基質(CELLvo Matrix)があらかじめコーティングされた培養器材(プレート/フラスコ)です。
製品の詳細については「CELLvo Matrix/CELLvo XF Matrix/CELLvo Matrix Plusコート済みプレート/フラスコ」をご覧下さい。

商品コードをクリックすると各製品の価格表をご覧いただけます。

CELLvo 品名 細胞外基質の由来 適した細胞種 ゼノ
フリー
培養容器/商品コード

6-wellプレート

6-wellプレート

T75フラスコ

T75フラスコ

T150フラスコ

T150フラスコ

Matrix 骨髄間質細胞(BMSC) 間葉系幹細胞(MSC) CELLvoMatrix-6WP
Xeno Free Matrix CELLvoXFMatrix-6WP CELLvoXFMatrix-T-75 CELLvoXFMatrix-T-150
Matrix Plus ヒト周産期幹細胞(Perinatal Stem Cells) iPS細胞由来の心筋細胞 AF-HPME-6WP AF-HPME-T75 AF-HPME-T150

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お問い合わせ先

(テクニカルサポート 試薬担当)

reagent@funakoshi.co.jp

製品情報は掲載時点のものですが、価格表内の価格については随時最新のものに更新されます。お問い合わせいただくタイミングにより製品情報・価格などは変更されている場合があります。
表示価格に、消費税等は含まれていません。一部価格が予告なく変更される場合がありますので、あらかじめご了承下さい。