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鼠尾胶原蛋白:从2D到3D的细胞培养解决方案

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2026-07-27

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许多原代细胞和特定细胞系在普通培养皿上难以贴壁、伸展或维持功能,根源在于体外环境与体内细胞外基质(ECM)存在显著差异。鼠尾胶原蛋白作为经数十年验证的天然基底膜材料,为这一问题提供了可靠解决方案。

什么是鼠尾胶原蛋白?

鼠尾胶原蛋白是从大鼠或小鼠尾巴肌腱中提取的高纯度I型胶原蛋白。I型胶原是体内含量最丰富的胶原类型,形成典型的三螺旋结构。鼠尾肌腱富含平行排列、结构规整的I型胶原纤维,便于提取且纯度高,且作为实验室常用动物来源,其生物安全性和可重复性经过了长期验证。

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图1:鼠尾胶原蛋白I(大鼠)

核心应用一:二维培养

将鼠尾胶原蛋白溶液包被于培养皿表面(推荐浓度5-10 μg/cm²),能够显著提高细胞的贴壁率与铺展状态。许多在普通培养皿中难以贴壁的细胞——如原代肝细胞、成纤维细胞、神经元、内皮细胞、肌肉细胞等——在鼠尾胶原包被的表面均可获得更好的附着和生长。

研究表明,鼠尾胶原包被的培养表面可有效维持原代肝细胞的分化功能。以鼠尾胶原为贴附底物,已成功建立了人鼻腔纤毛上皮细胞的体外培养模式、大鼠颈环上皮细胞的培养体系以及大鼠耳蜗边缘细胞的培养方法。

图2:细胞在不同基质中的迁移轨迹

核心应用二:三维培养

当鼠尾胶原浓度调节至1-2 mg/mL、pH调节至中性后,在37°C条件下即可自组装形成纤维状三维凝胶网络。细胞被包埋于这个柔软的三维网络中,其生长状态比在坚硬的塑料平面上更接近体内真实环境。

该三维体系已在多个研究场景中得到应用:

肿瘤侵袭与迁移:肿瘤细胞在胶原凝胶中的侵袭行为更接近体内过程。研究已用鼠尾Ⅰ型胶原建立了胆囊癌、乳腺癌等多种肿瘤细胞的三维培养模型。

血管生成:恶性胶质瘤细胞可在三维胶原条件下诱导内皮细胞形成小管样结构。

组织工程:以鼠尾胶原为支架,已成功构建了真皮类似物、三维心肌细胞培养模型等。

图3:3D牙龈和种植体周围模型的流程图

核心应用三:类器官与前沿研究

近年来,鼠尾胶原的应用已扩展至类器官培养领域。作为皮肤类器官培养的必要细胞外基质蛋白,鼠尾胶原通过模拟天然ECM环境,为皮肤类器官提供三维支架,促进角质形成细胞分层与屏障功能成熟。在非小细胞肺癌类器官模型中,胶原蛋白支架也成功支持了药物筛选和耐药机制研究。

除类器官培养外,鼠尾胶原在免疫细胞研究(单核细胞/巨噬细胞的培养与分化)、肝细胞功能维持以及生物墨水开发等前沿领域也有广泛应用。

产品特点

3522集团新网站提供I型鼠尾胶原蛋白来源于天然小鼠和SD大鼠鼠尾,产品溶于0.02M HAc溶液,无菌包装。经过严格质控:无尘车间生产、SDS-PAGE电泳检测纯度大于90% 、无支原体污染。单批产量可达3L,满足大规模使用需求。

操作要点

2D包被

用0.02M乙酸将胶原稀释至50 μg/mL工作液,按5-10 μg/cm²包被培养皿,室温孵育1小时,PBS洗涤后即可使用。包被后可立即使用,也可风干后在2-8℃无菌条件下贮存长达一周。

3D凝胶制备

将胶原溶液与无菌水、10×PBS及中和液在冰浴中混合,调节终浓度至1-2 mg/mL、pH至7.0-7.4,37°C孵育30分钟以上使凝胶完全凝固。全程冰上操作,因室温下胶原可迅速成胶。pH偏离中性范围会影响成胶效果,建议使用pH试纸或pH计精确控制。

注意事项

全程冰上操作,因室温下胶原可迅速成胶;2-8℃保存,不可冻存。中和过程中pH需精确控制在7.0-7.4,偏离中性范围将影响成胶质量。

相关产品

货号

产品名称

规格

40125ES

Collagen, Type I , from rat tail 鼠尾胶原蛋白I (大鼠尾)

2/10 mL

40136ES

Cebrary® Collagen, Type I , from mouse tail鼠尾胶原蛋白I型(小鼠尾)

2/10 mL

参考文献:

1.Shinsato Y, Doyle AD, Li W, Yamada KM. Direct comparison of five different 3D extracellular matrix model systems for characterization of cancer cell migration. Cancer Rep (Hoboken). 2020;3(5):e1257. DOI: 10.1002/cnr2.1257.

2.AlFatlawi Z, Huang M, Chau DYS, D'Aiuto F. Three dimensional (3D) gingival models in periodontal research: a systematic review. J Mater Sci Mater Med. 2023;34(11):58. DOI: 10.1007/s10856-023-06761-z.

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