マトリゲル

マトリゲルは、コーニングライフサイエンス社が製造するエンゲルブレス・ホルム・スウォーム（EHS）マウス肉腫細胞から分泌される可溶性基底膜マトリックスの商標です。マトリゲルは、多くの組織に見られるラミニン／コラーゲンIVを豊富に含む基底膜の細胞外環境に類似しており、細胞生物学者によって細胞培養の基質（基質膜マトリックス）として用いられています。^{[1] [2]}

細胞培養

一般的な実験手順としては、冷却（4℃）した液体マトリゲルを少量、プラスチック製の組織培養実験器具に分注する方法があります。37℃（体温）でインキュベートすると、マトリゲルタンパク質が重合（固化）し、実験器具の表面を覆う組換え基底膜が生成されます。

マトリゲル上で培養された細胞は、実験室環境では観察が困難な複雑な細胞挙動を示します。例えば、内皮細胞はマトリゲルでコーティングされた表面では複雑なクモの巣状のネットワークを形成しますが、プラスチック表面では形成しません。^[3]このようなネットワークは、生体組織に血液を供給する微小血管系を強く示唆しています。そのため、マトリゲルを用いることで、内皮細胞がこのようなネットワークを構築する過程を観察することができ、研究上の大きな関心を集めています。^[要出典]

転移モデル

場合によっては、研究者はより大量のマトリゲルを用いて厚い三次元ゲルを作製することを好むことがあります。厚いゲルは、細胞をゲル表面から内部へと遊走させます。この遊走挙動は、腫瘍細胞の 転移モデルとして研究されています。^[要出典]

がん薬物スクリーニング

製薬科学者はマトリゲルを使って薬物分子をスクリーニングする。典型的な実験は、マトリゲルに試験分子を加えて細胞の挙動を観察することから構成される。内皮細胞ネットワークの形成を促進する試験分子は組織再生療法の候補であり、内皮細胞ネットワークの形成を阻害する試験分子は抗癌剤の候補である。同様に、腫瘍細胞の遊走を阻害する試験分子も抗癌剤としての可能性を秘めている可能性がある。マトリゲルはまた、癌治療薬の発見プログラムの一環として、げっ歯類でヒト腫瘍異種移植片を作製するためにもよく使用されている。 ^{[4]マトリゲルを不死化ヒト}癌細胞 と混合し、その混合物を免疫不全マウスの皮下注射する。ヒトの腫瘍は通常2～4週間で形成される。このモデルシステムにより、研究者は代理宿主で抗癌化合物を試験することができる。

構成員

マトリゲルが複雑な細胞挙動を刺激する能力は、その不均一な組成に起因しています。マトリゲルの主成分は、ラミニン、ニドゲン、コラーゲン、ヘパラン硫酸プロテオグリカンなどの構造タンパク質であり、培養細胞に対し、自然環境で遭遇するであろう接着ペプチド配列を提示します。 ^{[1]また、TGF-βやEGFなどの}成長因子も存在し、多くの細胞種の分化を防ぎ、増殖を促進します。成長因子を低減したマトリゲルも入手可能です。マトリゲルには他のタンパク質も微量含まれており、その正確な組成はロットごとに異なる場合があります。このため、すべてのタンパク質と濃度に関する正確な知識を必要とする実験には、マトリゲルは適さない可能性があります。

胚性幹細胞

マトリゲルは、胚性幹細胞培養における接着基質としても用いられます。^{[5]胚性幹細胞を}フィーダー細胞なしで培養する場合、多能性未分化状態（自己複製能）を維持するために細胞外マトリックス成分が必要となります。このようなマトリックスの一つとして、希釈したマトリゲルが挙げられます。希釈せずに使用すると、マトリゲルは幹細胞の増殖と分化を促進します。

参照

• 共同発明者、Hynda Kleinman
• カルトレックス
• ミオゲル

参考文献

1. Hughes, CS, Postovit, LM, Lajoie, GA (2010). 「マトリゲル：細胞培養の最適な増殖に必要な複合タンパク質混合物」.プロテオミクス. 10 (9): 1886–90 . doi :10.1002/pmic.200900758. PMID  20162561.
2. Benton, G., George, J., Kleinman, HK, Arnaoutova, I. (2009). 「基底膜マトリックス上の3D培養による科学技術の進歩」. Journal of Cellular Physiology . 221 (1): 18– 25. doi :10.1002/jcp.21832. PMID  19492404.
3. Arnaoutova, I., George, J., Kleinman, HK, and Benton, G. (2009). 「基底膜上における内皮細胞管形成アッセイ、20周年を迎える」.血管新生. 12 (3): 267–74 . doi :10.1007/s10456-009-9146-4. PMID  19399631.
4. Benton, G., Kleinman, HK, George, J., Arnaoutova, I. (2011). 「in vitroおよびin vivoにおける腫瘍細胞への基底膜様マトリックス（BME/マトリゲル）の多様な用途」International Journal of Cancer . 128 (8): 1751–7 . doi : 10.1002/ijc.25781 . PMID  21344372.
5. Xu, C., Inokuma, MS, Denham, J., Golds, K., Kundu, P., Gold, JD, Carpenter, MK (2001). 「フィーダーフリー培養による未分化ヒト胚性幹細胞の増殖」Nature Biotechnology . 19 (10): 971–4 . doi :10.1038/nbt1001-971. PMID  11581665.

外部リンク

• コーニング マトリゲル マトリックス
• カルトレックス BME
• [1]