无载体三维间充质干细胞与二维培养相比有何本质区别?

细胞形态与结构的本质差异

细胞大小
无载体三维培养的间充质干细胞体积比二维培养小70%,更接近体内自然状态
生长环境
二维培养中细胞在平坦表面上生长,无载体三维培养中细胞在立体结构中自由生长,无需支架材料
细胞间相互作用
无载体三维培养中细胞间紧密接触,形成更复杂的细胞间信号传导网络,而二维培养中细胞间相互作用有限

功能与性能的显著差异

受体表达
无载体三维培养的间充质干细胞表面迁徙关键受体CXCR4表达率从二维培养的低于1%提升到超过40%
迁移能力
无载体三维培养的间充质干细胞具有更强的迁移能力,能更有效地到达受损组织
修复能力
无载体三维培养的间充质干细胞免疫调节能力和组织损伤修复能力显著增强

2D与无载体3D培养对比数据

过肺率与靶向能力对比

60%+
二维培养细胞被肺部截留的比例
<10%
无载体三维培养细胞被肺部截留的比例
40倍
CXCR4受体表达提升倍数
肺血管系统允许直径小于5微米的细胞完全通过,而阻挡大部分直径超过20微米的细胞

细胞形态对比

二维培养:细胞呈扁平状,依赖对材料的贴壁黏附
无载体三维培养:细胞呈球形聚集生长,更接近体内状态

底层逻辑差异

二维培养:过于依赖对材料的贴壁黏附所介导的生物学信号,基因表达发生多方面适应性改变
无载体三维培养:模拟体内微环境,细胞间紧密接触,彼此间传递生物信号,调节生命活动