2次元培養と3次元培養の比較

従来の手法である2次元培養と、InSphero社が提供する3次元培養の手法の比較です。



2次元培養と3次元培養の比較

3次元培養は2次元培養と比較して、立体構造を持ったより複雑な系を構築することが可能であり、より生体内に類似した環境を構築することが可能であると言われています。


表1. 2次元培養と3次元培養の比較
 2次元培養 3次元培養
形態 平坦 楕円/円形:極性あり 
界面

50%ウェル底面-細胞

50%液-細胞

20%液-細胞

80%細胞間

細胞間ジャンクション Integrin-ECM

Adhesion junctions

Desmosomes

Gap junctions

Tight junctions

Integrin-ECM

培養期間 短期 長期
化合物や栄養、酸素等の拡散 平面的 立体的(濃度勾配あり)
微細構造 なし あり

しかしながら、従来使用されていた3次元培養法では

✗ 3次元細胞を構築する際に使用するスキャフォールドによるアーティファクトが生じる

✗ 異種由来の細胞を用いる必要があり、この細胞に由来するアーティファクトが生じる

✗ 生体内と比較して細胞密度が低い

✗ 作製に熟練した手作業が必要であり、自動化が困難である

✗ 同種細胞の共培養への適用が困難である

✗ 構築の際の再現性が低い(サイズや共培養の細胞構成がばらつく、等)

✗ 適用できる細胞種が狭い

などの問題がありました。

2009年にInSphero社にて開発されたGravityPLUS™ プラットフォームを使用することで、ハンギングドロップ法の原理を利用した、簡便かつ自動化可能な3次元化マイクロティッシュ作製法が可能となりました。

上市以降、基礎研究からハイスループットスクリーニングまで、様々な研究所で様々な用途に使用され、その操作の簡便性や再現性の良さが実証されています。

現在はグローバル上位15 社の製薬企業・化粧品メーカーの全てでInSphero 社のシステムやサービスが導入されています。