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CELLvo Matrixコート済みプレート/フラスコ 幹細胞(MSC、chondrocytesまたはiPS細胞)用の三次元(3D)培養容器

掲載日情報:2024/04/17 現在Webページ番号:67754

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。
MSC(間葉系幹細胞)培養用のCELLvo Matrix、iPS細胞由来心筋細胞の培養用のCELLvo Matrix Plus、および関節軟骨細胞培養用のCELLvo ChondroMatrixと初代神経細胞培養用のCELLvo NeuroMatrixがあります。

CELLvo Matrix

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CELLvo Matrixの電子顕微鏡像

CELLvo XF Matrix

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CELLvo XF(Xeno Free) Matrixの電子顕微鏡像

CELLvo Matrix Plus

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CELLvo Matrix Plusの電子顕微鏡像

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幹細胞および分化細胞の培養における課題

①iPS細胞の培養における課題

iPS細胞の培養には煩わしい点が多々あります。

  • 従来のプラスチック製のプレートやフラスコは、本来幹細胞が存在する環境とは異なっており、コラーゲンや基底膜マトリクスでコーティングしても一部の培養細胞しか接触できず、生体内環境に近い条件で培養することは困難
  • 培養基質があらかじめコーティングされたプレートは、通常使用期限が短い
  • 特に96ウェルプレートなど、小さなウェルに自分でマトリックスのコーティング処理を行うのは面倒

CELLvo Matrixシリーズは上記の問題を解決します。

CELLvo Matrix Process

CELLvo Matrixとは

  • CELLvo Matrixは、生体内において幹細胞が存在する微小環境を生化学的および構造的に厳密に模倣した間葉系幹細胞(MSC)用基質です。
  • 特許取得済み US Patent numbers: 8,084,023 ; 8,388,947 ; 8,961,955 and EP2414511B1.

CELLvo Matrix製造工程

CELLvo Matrix製造工程🔍

十分量増殖させた骨髄細胞に刺激を加え、細胞外基質CELLvo Matrixを産生させる。その後、細胞を穏やかに取り除くことで、CELLvo Matrixがコートされた培養容器が作製できる。


②iPS細胞由来心筋細胞の培養における課題

創薬基礎研究や前臨床段階の薬効評価・安全性スクリーニングでは、どのようにして成熟状態のiPS細胞由来心筋細胞を得るか、という課題があります。
多くの研究グループでは、電気刺激(Electrical pacing)を与えたり、機械的な刺激を与えた三次元マイクロ組織(3-D microtissues with mechanical stimulation)を使ったり、またはとても長い培養期間の経過をもって成熟していると見なしたりすることで対応しているようです。

CELLvo Matrix Plusとは

CELLvo Matrix Plusは二次元培養で心筋細胞を成熟させるのに適しています。市販されているiPS細胞由来心筋細胞を本製品CELLvo Matrix Plusに播種すると、自発的に整列し、構造的に成熟状態となります。CELLvo Matrix Plusの使用例参照


③CELLvo Matrix Plusで増殖したhiPSC-CM

Cartoxの創設者であるミシガン大学のTodd Herron博士と、StemBioSys社のChief Technology OfficerであるTravis Block博士が共同研究に関して討議したビデオです。Herron博士は、この共同研究の実験や、hiPSC-CMの成熟の成功とその後の開発初期段階での薬剤の心臓における安全性を予測的に試験する能力など、製薬業界にとって有用ないくつかの長所について簡単に解説しています(約1時間)。

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特長

  • 幹細胞を自然な状態で培養・増殖することができます。
  • PBSまたは培養液を用いて、37℃で1時間再水和してから使用します。
  • 自分でコーティングを施したプレートよりもiPS細胞の生存率を上げることができ、時間も節約できます。
  • 従来のプラスチック製の培養容器に比べ、よりサイズが小さく、増殖能が高く、かつ未分化状態を維持した高品質の幹細胞を得ることができます。
  • 滅菌済みです。
  • 動物成分を含まないゼノフリーの製品CELLvo Xeno Free Matrix(XF)もあります。

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製品ラインナップ

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。

品名 CELLvo
Matrix Xeno Free Matrix(XF) Matrix Plus ChondroMatrix NeuroMatrix
細胞外基質の由来 骨髄間質細胞
(BMSC)
ヒト周産期幹細胞
(Perinatal Stem Cells)
関節軟骨細胞 ヒトアストロサイト
適した細胞種 間葉系幹細胞
(MSC)
iPS細胞由来の
心筋細胞
ヒト関節軟骨細胞(HC-a) iPSC細胞由来神経細胞
/初代神経細胞
ゼノフリー
培養容器/
商品コード

6-wellプレート

CELLvo MATRIX-6well plate 🔍

CELLvoMatrix-6WP CELLvoXFMatrix-6WP AF-HPME-6WP CM-HPME-6WP
12-wellプレート AF-HPME-12WP

24-wellプレート

CELLvo MATRIX-6well plate 🔍

AF-HPME-24WP NM-HPME-24WP
25 mm Coverslips AF-HPME-THX

96-wellプレート

CELLvo MATRIX-96well plate 🔍

AF-HPME-96WP CM-HPME-96WP NM-HPME-96WP

96-well IP*

CELLvo MATRIX-96well plate 🔍

AF-HPME-96GRU

w/ black round walls
w/ thin imaging bottom

NM-HPME-96GRU

w/ black walls
w/ coverslip bottom

AF-HPME-IBD96

w/ black squared wall
w/ ultra flat imaging bottom

NM-HPME-96IBD

w/ black walls
w/ ultra-thin coverslip bottom

T75フラスコ

CELLvo MATRIX-T75フラスコ 🔍

CELLvoMatrix-T-75 CELLvoXFMatrix-T-75 AF-HPME-T75 CM-HPME-T75

T150フラスコ

CELLvo MATRIX-T150フラスコ 🔍

CELLvoMatrix-T-150 CELLvoXFMatrix-T-150 AF-HPME-T150 CM-HPME-T150

Matrix PlusとNeuroMatrixには、それぞれタイプの異なる2種類のイメージング用96ウエルプレートがあります。
Matrix Plusには、ウェル壁面が黒色で底面が超平坦で蛍光顕微鏡検査におけるウェル間のクロストークが低いタイプ(#AF-HPME-96GRU)と、接着細胞に最適なウェル壁面が黒色で底面が薄く、細胞接着性が向上した(#AF-HPME-IBD96)があります。
NeuroMatrixには、底面が通常の厚みのカバースリップタイプ(#NM-HPME-96GRU)と、超薄カバースリップタイプ(#NM-HPME-96IBD)が選択可能です。共焦点顕微鏡や蛍光イメージングなどのイメージングを重視するアプリケーションを使用する場合にご使用を推奨します。


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使用例

CELLvo Matrix

CELLvo Matrix Plus

CELLvo Matrixプレートと各種培養用プレートを用いた比較実験

ChondroMatrix

  • CELLvo ChondroMatrix上で増殖した関節軟骨のヒト軟骨細胞像
  • CELLvo ChondroMatrix、標準組織培養プラスチック(TCP)およびCELLvo XF Matrix上で培養した軟骨細胞のCol2A1/Col1A1比の比較

NeuroMatrix

  • CELLvo NeuroMatrix表面上のECMタンパク質の明視野像
  • CELLvo NeuroMatrix上に播種した運動ニューロン像(500,000 cells/well)

CELLvo Matrix

培養14日目の初代骨髄単核細胞(100×)からのBM-MSC分離

14日目の初代骨髄単核細胞(100×)からのBM-MSC分離🔍

ヒトや動物の組織から初代細胞を分離・培養する際、細胞を外来基質(foreign substrates)へ接着させるために、通常高濃度のFBSが必要になる。CELLvo XF Matrixを使用すると、細胞は自然に落ち着き(home)、新しい微小環境に付着する。初代細胞のより迅速な付着と増殖が可能になる。

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プラスチック製組織培養プレート(TCP)または CELLvo Matrixに播種した後の細胞の遺伝子発現のヒートマップ

プラスチック製組織培養プレート(TCP)または <b>CELLvo Matrix</b>に播種した後の細胞の遺伝子発現のヒートマップ🔍

培養されていた微小環境から細胞が取り出されると、遺伝子発現が変化する。単純な基質(プラスチック)に播種すると、マトリクソームタンパク質(全細胞外マトリックス)の遺伝子発現が活発になる。CELLvo Matrix上では、細胞はより自然な遺伝子発現を保持し、培養期間中に表現型を維持する。これにより、継代を繰り返してもより健康な細胞を維持したり、細胞の表現型に注目する実験を進めたりすることができる。

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CELLvo Matrix(100×)で培養中の羊膜MSC

CELLvo Matrix(100×)で培養中の羊膜MSC🔍

培養容器の底にコーティングされた基質の薄い層は光学的に透明である。細胞は上部の単層で成長し、美しい明視野イメージングを可能になる。CELLvo Matrixで培養している細胞を直接染色し、蛍光イメージングも可能。
FITCまたはAlexaFluor 488は、プラスチック製ディッシュ由来のバックグラウンド蛍光を示す場合がある。

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CELLvo Matrix Plus

CELLvo Matrix Plus(100×)で培養中の羊膜MSC

CELLvo Matrix(100×)で培養中の羊膜MSC🔍

市販培地とCELLvo Matrix Plusで培養した幹細胞の自己複製

  • 上段:iPS-Brew(Miltenyi Biotec社)
  • 下段:StemFlex(Thermo Fisher Scientific社)を使用

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CELLvo Matrix Plusに播種して7日後のiPS細胞由来心筋細胞(CDI)

CELLvo Matrix Plusに播種して7日後 のiPS細胞由来心筋細胞(CDI)🔍

iPS細胞由来心筋細胞をCELLvo Matrix Plusに播種した。自発的に整列し、構造的に成熟状態となっている。

CELLvo Matrix Plusに播種して7日後 のiPS細胞由来心筋細胞(CDI)🔍

CELLvo Matrix PlusにiPS細胞由来心筋細胞を播種した。その後7日目までに、多くが二核化し、桿状となった。これらは従来法で培養した場合にはほとんど見られない成熟マーカーである。

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CELLvo Matrix Plusで培養したMSC

CELLvo Matrix Plusで培養したMSC🔍

CELLvo Matrix Plusで培養したMSCは自己複製と分化のポテンシャルがTCPに比べて向上した。CELLvo Matrix Plusの方が優れたコロニー形成能(CFU-F)を示し、脂肪細胞(CFU-AD)や骨芽細胞(CFU-OB)への分化も優れていた。さらに、CELLvo Matrix Plusでは他の基質と比較してMSCの増殖が劇的に増加した。

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CELLvo Matrix Plus上で培養した心筋細胞

CELLvo Matrix Plus上で培養した心筋細胞🔍

CELLvo Matrix Plus上で培養した心筋細胞は、7日後に構造的に成熟し、高度に組織化された単層を形成した。
ファロイジン染色により、基底膜マトリクスで培養した心筋細胞に比べて、細胞内と単層内で細胞骨格要素がきちんと整列しているのがわかる。さらに、 CELLvo Matrix Plusで培養した心筋細胞は基底膜マトリクスで培養した細胞に比べて均一にCardiac troponin I (cTnI)を高発現している。なお、培養前(prenatally)には本遺伝子の発現は見られない。

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CELLvo Matrixプレートと各種培養用プレートを用いた比較実験

骨髄単核細胞からの間葉系幹細胞(MSCs)の分離

骨髄単核細胞からの間葉系幹細胞(MSCs)の分離🔍

骨髄単核細胞を播種してから14日後の顕微鏡画像
ヒト骨髄単核細胞を5 x 105 個/cm2の密度で各培養器材に播種し、14日間培養した。CELLvo Matrix上に分離したMSCは、サイズがより小さく、密集した単層を形成している。他の基質上の細胞は数がかなり少なくなっている。

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骨髄単核細胞から14日間培養後の初代細胞数の比較

骨髄単核細胞から14日培養後の初代細胞数の比較🔍

CELLvo Matrixは他の基質より細胞数が非常に多く(p<0.05)、MSC用基質と幹細胞用基質の細胞は組織培養プレートより少ない細胞数になっている(p<0.05)。
*=p<0.05 vs. TCP, t-test. N=3

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分離した骨髄間葉系幹細胞(BM-MSCs)の増殖能の確認

上記のように分離した骨髄間葉系幹細胞を6,000 cells/cm2の密度で各培養器材に播種し、4日間培養した。細胞の個数は未分化マーカーのSSEA-4を発現している細胞のパーセンテージをかけて算出した。

分離した骨髄間葉系幹細胞(BM-MSCs)の増殖能の確認🔍

経代4日後の骨髄間葉系幹細胞(BM-MSCs)
4日後にCELLvo Matrix上のBM-MSCは迅速にコンフルエントに達し、小さな紡錘状の形態を維持している。一方、組織培養プレートやコラーゲンコートは大きく広がった。

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SSEA-4を発現する骨髄間葉系幹細胞(BM-MSCs)数の比較(培養4日後)

SSEA-4を発現する骨髄間葉系幹細胞(BM-MSCs)数の比較(培養4日後)🔍

CELLvo Matrixは他の基質より細胞数が著しく多く(p<0.05)、MSC用基質の細胞は他の基質より少ない細胞数になっている(p<0.05)。
*=p<0.05 vs. TCP, t-test. N=3

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ChondroMatrix

CELLvo ChondroMatrix上で増殖した関節軟骨のヒト軟骨細胞像

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CELLvo ChondroMatrix上で増殖した関節軟骨のヒト軟骨細胞像

CELLvo ChondroMatrix、標準組織培養プラスチック(TCP)およびXF Matrix上で培養した軟骨細胞のCol2A1/Col1A1比の比較

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CELLvo ChondroMatrix、標準組織培養プラスチック(TCP)およびXF Matrix上で培養した軟骨細胞のCol2A1/Col1A1比の比較

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NeuroMatrix

CELLvo NeuroMatrix表面上のECMタンパク質の明視野画像

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CELLvo NeuroMatrix表面上のECMタンパク質の明視野画像

CELLvo NeuroMatrix上に播種した運動ニューロン像(500,000 cells/well)

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CELLvo NeuroMatrix上に播種した運動ニューロン像(500,000 cells/well)

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CELLvo Matrixで培養した幹細胞のタイムラプス観察動画

ZAP Antibody Internalization Kitの概要

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アプリケーションプロトコル

アプリケーションプロトコル

上のイメージをクリックすると、アプリケーションプロトコルをダウンロードできます(アプリケーションプロトコル)。


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FAQ


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参考文献

  • Shakouri-Motlagh, A., et al., "Native and solubilized decellularized extracellular matrix: A critical assessment of their potential for improving the expansion of mesenchymal stem cells", Acta Biomater., 55:1~12 (2017). [PMID:28412553]
  • Lai, Y. et al., "Reconstitution of marrow-derived extracellular matrix ex vivo: a robust culture system for expanding large-scale highly functional human mesenchymal stem cells", Stem Cells and Dev., 19(7), 1095~1107 (2010). [PMID:19737070]
  • Chen X.D., "Extracellular matrix provides an optimal niche for the maintenance and propagation of mesenchymal stem cells", Birth Defects Res. C Embryo Today, 90(1), 45~54 (2010). [PMID:20301219]
  • Marinkovic M, et al., "One size does not fit all: developing a cell-specific niche for in vitro study of cell behavior", Matrix Biol., 52~54:426~441 (2016). [PMID:26780725]
  • Mao, Y., et al., "Extracellular matrix derived from chondrocytes promotes rapid expansion of human primary chondrocytes in vitro with reduced dedifferentiation", Acta. Biomater., 85, 75~83 (2019). [PMID:30528605]
  • Jimenez-Vergara, A.C., et al., "A Bioinspired Astrocyte-Derived Coating Promotes the In Vitro Proliferation of Human Neural Stem Cells While Maintaining Their Stemness", Biomimetics(Basel), 8(8), 589 (2023). [PMID:38132528]

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関連製品

StemBioSys社のCELLvo Matrixテクノロジーを使用して増殖させた細胞です。

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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

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