【干货】基质胶是什么？有什么作用？

基质胶是什么？有什么作用？

如果把细胞比喻为种子，那么基质胶就是种子生根发芽、茁壮成长所必需的“沃土"。它并非普通的凝胶，而是一个精心设计的、高度仿生的微观世界，为细胞提供生存、沟通和发挥功能的复杂舞台。

一、基质胶：细胞栖息的“生命摇篮"

基质胶（Matrigel）本质上是一种从富含胞外基质的Engelbreth-Holm-Swarm小鼠肉瘤中提取的可溶性基底膜制备物。它在4℃时为液态，便于与细胞混合或铺板；在37℃时，会迅速聚合成具有三维结构的固体凝胶。这种神奇的物理特性，使其成为实验室中构建体外微环境的理想材料。

它的核心成分高度模拟了哺乳动物细胞天然的基底膜环境，主要包括：

层粘连蛋白（Laminin）：提供细胞粘附的主要位点，是细胞的“立足点"。

IV型胶原（Collagen IV）：形成网状骨架，提供结构支撑和韧性。

巢蛋白（Entactin/Nidogen）：作为“分子桥梁"，连接层粘连蛋白和IV型胶原，稳定网络结构。

多种生长因子：如表皮生长因子、胰岛素样生长因子等，能主动调控细胞行为。

基质胶是从富含胞外基质蛋白EHS小鼠肿瘤中提取取的可溶性基底膜制备物，其主要成分由层粘连蛋白，Ⅳ型胶原，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）和巢蛋白等组成，还包如 TGF-β、EGF、IGF、FGF 等多种生长因子。在室温条件下，基质胶聚合形成具有生物学活性的三维基质，能模拟体内细胞基底膜的结构、组成、物理特性和功能，有利于体外细胞的培养和分化。

基质胶用途

1、Matrigel 有利于体外细胞的培养和分化；

2、可用于对细胞形态、生化功能、迁移、侵染和基因表达等的研究；

3、提高人肿瘤细胞在裸鼠上的生长速度；

4、建立评估肿瘤细胞侵袭能力的模型。

二、不止于支撑：基质胶的多维作用解析

基质胶的作用远不止提供一个物理支撑框架。它通过生物化学、生物物理学的多重信号，深度参与并调控细胞的命运。

1. 核心作用：提供仿生三维生长环境

与传统二维塑料培养皿相比，基质胶构建的三维环境更接近体内组织。细胞在其中能建立更自然的细胞极性（上下左右分明），形成复杂的细胞-细胞和细胞-基质相互作用。这对于许多依赖三维结构才能正常分化或形成功能的细胞（如肝细胞、乳腺上皮细胞）至关重要。

2. 关键功能：引导细胞行为与命运

促进细胞粘附与存活：其中的层粘连蛋白等成分通过整合素等受体，向细胞内传递“存活信号"，防止细胞发生失巢凋亡。

支持细胞增殖与分化：凝胶中蕴含的生长因子和特定的物理刚度，能够激活下游信号通路（如MAPK、PI3K-Akt），指导干细胞向特定类型细胞分化，或促使已分化细胞维持功能。

诱导血管生成：基质胶是经典的体内血管生成实验材料。它富含的促血管生成因子能有效诱导内皮细胞迁移、增殖并形成管状结构。

建立细胞极性并形成结构：对于上皮细胞，基质胶能帮助其形成顶端-基底侧极性，并自发组装成具有中·央腔的腺泡或管状结构。

促进肿瘤研究：它为肿瘤细胞提供了一个更真实的侵袭和转移微环境，常用于三维肿瘤球培养、侵袭和转移实验，以模拟体内过程。

三、前沿应用：从基础科研到再生医学的桥梁

基于上述强大功能，基质胶已成为现代生命科学研究的基石工具：

类器官培养：它是培育肠道、肝脏、大脑等多种类器官不可·或缺的基质。这些在体外生长的微型器官模型，为疾病研究、药物开发和个性化医疗带来了革命性变化。

干细胞研究：广泛应用于胚胎干细胞、诱导多能干细胞的分化研究，以及维持组织干细胞的干性。

疾病建模：在三维环境中构建的疾病模型（如肿瘤模型），能更准确地反映疾病的病理特征和药物反应。

药物筛选与毒性测试：三维细胞模型对药物的反应更接近人体，能提高筛选的准确性和预测价值。

组织工程与再生医学：作为临时支架，引导细胞迁移、增殖并最终形成新的功能组织。

四、品质的重要性：为什么选择可靠的基质胶

基质胶的成分复杂且为生物来源，其批次间的一致性、蛋白质浓度的准确性、生长因子的活性以及极低的内毒素水平，直接决定了实验的可重复性和结果的可靠性。使用品质不稳定的产品，可能导致细胞行为异常、实验失败，造成宝贵时间和样本的浪费。

在探索细胞奥秘、构建生命模型的科研道路上，选择一款高品质、高稳定性的基质胶是成功的关键第·一步。

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