​​一文读懂类器官基质胶：定义、组成、应用与选择指南

类器官(Organoid)是一种在体外培养的、具有器官类似结构和功能的3D细胞团，而​​基质胶(Extracellular Matrix, ECM)​​是类器官培养的核心材料，为细胞提供接近体内的生长微环境。本文系统解析类器官基质胶的关键知识点。

​​一、什么是类器官基质胶?​​

基质胶是从生物组织中提取的天然或合成的细胞外基质(ECM)模拟物，主要功能包括：

​​●结构支撑​​：提供3D支架，模拟体内细胞生长的物理环境。

​​​​●生物信号​​：含生长因子、胶原等成分，调控细胞增殖、分化和自组织。

​​●​​细胞黏附​​：通过整合素等受体介导细胞-基质相互作用。

​​二、基质胶的核心成分​​

​​1. 天然基质胶(常用)​​

​​基底膜提取物​​(如Corning Matrigel®)：

​​●来源：小鼠肉瘤细胞分泌的ECM(主要含层粘连蛋白、IV型胶原、生长因子)。

​​●特点：接近体内环境，但批次差异大，含动物源成分。

​​胶原蛋白​​(I/III型)：

​​●来源：牛或大鼠肌腱，提供力学强度，适合上皮类器官(如肠道、肝脏)。

​​纤维连接蛋白(Fibronectin)​​：促进细胞黏附。

​​2. 合成/重组基质胶​​

​​重组层粘连蛋白​​(如LN-511、LN-421)：

无动物源成分，批次稳定，适合临床研究(如Human EZSPHERE®)。

​​多肽水凝胶​​(如RGD肽)：

可定制力学性能，但缺乏天然ECM的复杂信号。

​​三、基质胶在类器官培养中的作用​​

​​1、启动3D结构形成​​：

通过高浓度凝胶(如Matrigel® 8-12 mg/mL)包裹细胞，促进球状聚集体形成。

​​2、维持干细胞特性​​：

层粘连蛋白(LN-511)可支持多能干细胞自我更新。

​​3、促进定向分化​​：

不同成分调控分化路径(如肺泡类器官需添加胶原蛋白)。

四、如何选择基质胶?​

选择建议​​：

​​科研探索​​：优先用Matrigel(成本低，易操作)。

​​临床转化​​：选重组基质胶(如LN-511)或无动物源水凝胶。

​​五、常见问题解答​​

​​1. 能否用其他材料替代基质胶?​​

​​藻酸盐/壳聚糖水凝胶​​：力学性能可调，但缺乏生物活性信号。

​​脱细胞器官基质​​：保留原生ECM成分，但制备复杂(如肝脱细胞支架)。

​​2. 如何优化基质胶培养条件?​​

​​浓度调整​​：Matrigel通常稀释至50-80%(与培养基混合)。

​​温度控制​​：4℃下操作避免提前凝固，37℃成胶。

基质胶是类器官研究的“土壤”，选择需平衡成分复杂性、稳定性和应用场景。随着合成生物学发展，未来基质胶将更精准地模拟人体微环境。