【干貨】基質膠是什么？有什么作用？

基質膠是什么？有什么作用？

如果把細胞比喻為種子，那么基質膠就是種子生根發芽、茁壯成長所必需的“沃土"。它并非普通的凝膠，而是一個精心設計的、高度仿生的微觀世界，為細胞提供生存、溝通和發揮功能的復雜舞臺。

一、基質膠：細胞棲息的“生命搖籃"

基質膠（Matrigel）本質上是一種從富含胞外基質的Engelbreth-Holm-Swarm小鼠肉瘤中提取的可溶性基底膜制備物。它在4℃時為液態，便于與細胞混合或鋪板；在37℃時，會迅速聚合成具有三維結構的固體凝膠。這種神奇的物理特性，使其成為實驗室中構建體外微環境的理想材料。

它的核心成分高度模擬了哺乳動物細胞天然的基底膜環境，主要包括：

層粘連蛋白（Laminin）：提供細胞粘附的主要位點，是細胞的“立足點"。

IV型膠原（Collagen IV）：形成網狀骨架，提供結構支撐和韌性。

巢蛋白（Entactin/Nidogen）：作為“分子橋梁"，連接層粘連蛋白和IV型膠原，穩定網絡結構。

多種生長因子：如表皮生長因子、胰島素樣生長因子等，能主動調控細胞行為。

基質膠是從富含胞外基質蛋白EHS小鼠腫瘤中提取取的可溶性基底膜制備物，其主要成分由層粘連蛋白，Ⅳ型膠原，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）和巢蛋白等組成，還包如 TGF-β、EGF、IGF、FGF 等多種生長因子。在室溫條件下，基質膠聚合形成具有生物學活性的三維基質，能模擬體內細胞基底膜的結構、組成、物理特性和功能，有利于體外細胞的培養和分化。

基質膠用途

1、Matrigel 有利于體外細胞的培養和分化；

2、可用于對細胞形態、生化功能、遷移、侵染和基因表達等的研究；

3、提高人腫瘤細胞在裸鼠上的生長速度；

4、建立評估腫瘤細胞侵襲能力的模型。

二、不止于支撐：基質膠的多維作用解析

基質膠的作用遠不止提供一個物理支撐框架。它通過生物化學、生物物理學的多重信號，深度參與并調控細胞的命運。

1. 核心作用：提供仿生三維生長環境

與傳統二維塑料培養皿相比，基質膠構建的三維環境更接近體內組織。細胞在其中能建立更自然的細胞極性（上下左右分明），形成復雜的細胞-細胞和細胞-基質相互作用。這對于許多依賴三維結構才能正常分化或形成功能的細胞（如肝細胞、乳腺上皮細胞）至關重要。

2. 關鍵功能：引導細胞行為與命運

促進細胞粘附與存活：其中的層粘連蛋白等成分通過整合素等受體，向細胞內傳遞“存活信號"，防止細胞發生失巢凋亡。

支持細胞增殖與分化：凝膠中蘊含的生長因子和特定的物理剛度，能夠激活下游信號通路（如MAPK、PI3K-Akt），指導干細胞向特定類型細胞分化，或促使已分化細胞維持功能。

誘導血管生成：基質膠是經典的體內血管生成實驗材料。它富含的促血管生成因子能有效誘導內皮細胞遷移、增殖并形成管狀結構。

建立細胞極性并形成結構：對于上皮細胞，基質膠能幫助其形成頂端-基底側極性，并自發組裝成具有中·央腔的腺泡或管狀結構。

促進腫瘤研究：它為腫瘤細胞提供了一個更真實的侵襲和轉移微環境，常用于三維腫瘤球培養、侵襲和轉移實驗，以模擬體內過程。

三、前沿應用：從基礎科研到再生醫學的橋梁

基于上述強大功能，基質膠已成為現代生命科學研究的基石工具：

類器官培養：它是培育腸道、肝臟、大腦等多種類器官不可·或缺的基質。這些在體外生長的微型器官模型，為疾病研究、藥物開發和個性化醫療帶來了革命性變化。

干細胞研究：廣泛應用于胚胎干細胞、誘導多能干細胞的分化研究，以及維持組織干細胞的干性。

疾病建模：在三維環境中構建的疾病模型（如腫瘤模型），能更準確地反映疾病的病理特征和藥物反應。

藥物篩選與毒性測試：三維細胞模型對藥物的反應更接近人體，能提高篩選的準確性和預測價值。

組織工程與再生醫學：作為臨時支架，引導細胞遷移、增殖并最終形成新的功能組織。

四、品質的重要性：為什么選擇可靠的基質膠

基質膠的成分復雜且為生物來源，其批次間的一致性、蛋白質濃度的準確性、生長因子的活性以及極低的內毒素水平，直接決定了實驗的可重復性和結果的可靠性。使用品質不穩定的產品，可能導致細胞行為異常、實驗失敗，造成寶貴時間和樣本的浪費。

在探索細胞奧秘、構建生命模型的科研道路上，選擇一款高品質、高穩定性的基質膠是成功的關鍵第·一步。

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