应用于3D细胞培养的HyStem™透明质酸水凝胶

简介

HyStem™是一种半合成3D水凝胶平台,支持细胞在3D环境中生长。其主要成分是细胞外基质(ECM)的主要成分之一,即透明质酸(HA)。HA是最简单的糖胺聚糖(一种带负电的、线性的、非硫酸化的多糖),可在ECM内提供抗压强度、润滑和水合作用1。它亦可调节细胞粘附和运动2,3并介导细胞增殖和分化4,使之不仅成为组织的结构组分,而且还是一种活性信号分子。Hystem™水凝胶研究成果已广泛发表,内容涵盖包括干细胞、癌症和神经科学研究等众多应用。

HyStem™平台分为三种:

  • HyStem™ (HYS020-1KT)由硫醇修饰的HA(Glycosil®)和硫醇反应性交联剂(Extralink®)组成;该交联剂可促发凝胶化过程(没有交联剂,HA溶液将保持液态)
  • HyStem™ C (HYSC020-1KT)包含Glycosil®和Extralink®,还包含称为Gelin-S®的硫醇改性变性胶原纤维,以满足一些细胞粘附的需求(例如干细胞)
  • HyStem™ HP (HYSHP020-1KT包括所有HyStem™C和硫酸肝素,以确保细胞附近的生长因子释放

Structure of HyStem™ platform vs. natural extracellular matrix proteins

图1.基于Hystem™透明质酸的3D水凝胶的生化结构。HyStem™HA水凝胶非常类似于天然细胞外基质蛋白环境,可为客户提供HA、HA+胶原蛋白或HA+胶原蛋白+硫酸肝素连接水凝胶供选择,以用于3D细胞培养的支持和生长。该水凝胶可定制,并允许附着其他生长因子和ECM蛋白。

 

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HyStem™ 特性和优点

  • 生物学准确性:HyStem™试剂盒适用于培养天然环境富含透明质酸的干细胞。HyStem™水凝胶支架可十分近似地模拟富含透明质酸和胶原纤维的天然细胞外基质环境。
  • 可定制:HyStem™平台允许掺入生长因子、附着因子和ECM蛋白,因此您可以修改水凝胶的刚性,并进行细胞封装与顶部接种。
  • 半合成:由于HyStem™平台是合成基质而非生物提取物,因此其细胞环境的组成受到更严格的控制。 HyStem™组分包括化学合成的HyStem™(硫醇化透明质酸)和Extralink®(硫醇反应性交联剂)。


为您的应用选择合适的HyStem™试剂盒

  HyStem™ HyStem™ C HyStem™ HP
推荐应用 适用于需要不含动物源成分系统的研究人员。

适用于定制自己的粘附因子和/或ECM蛋白/多肽的研究人员

适用于需要最少数量的细胞附着位点的研究人员
适用于需要大量细胞附着位点进行干细胞培养的研究人员 适用于计划将生长因子加入干细胞环境并逐渐释放的研究人员
定制
  • ECM蛋白的数量和类型
  • 细胞附着因子的数量和类型
  • 生长因子的数量和类型
  • 水凝胶硬度
  • 选择细胞封装或顶部接种
  • ECM蛋白的数量和类型
  • 生长因子的数量和类型
  • 水凝胶硬度
  • 选择细胞封装或顶部接种
  • ECM蛋白的数量和类型
  • 生长因子的数量和类型
  • 水凝胶硬度
  • 选择细胞封装或顶部接种
订购信息 HYS020 - HyStem™细胞培养支架试剂盒(用于7.5 mL水凝胶支架溶液)
HYS010 - HyStem™细胞培养支架试剂盒(用于2.5 mL水凝胶支架溶液)
HYSC020 - HyStem™-C细胞培养支架试剂盒(用于7.5 mL水凝胶支架溶液) HYSC010 - HyStem™-C细胞培养支架试剂盒(用于2.5 mL水凝胶支架溶液) HYSHP020 - HyStem™-HP细胞培养支架试剂盒(用于7.5 mL水凝胶支架溶液) HYSHP010 - HyStem™-HP细胞培养支架试剂盒(用于2.5 mL水凝胶支架溶液)
无动物源成分 含   不含 不含
已测试过细胞类型
  • 人胚胎干细胞(H9s)
  • 脐带血CD23+干细胞
  • 肝干细胞
  • 肝祖细胞
  • 人胚胎干细胞
  • 人间充质干细胞
  • 神经祖细胞
  • 肝祖细胞
 
适用的条件 推荐用于体内和体外实验 仅推荐用于体外实验 推荐用于体内和体外实验
细胞封装 适用于细胞封装(真正的3D)以及在水凝胶顶部进行接种(实现拟3D生长)
细胞附着 提供最少数量的细胞附着位点;如果需要,研究人员可以掺入自己选择的粘附因子。 通过Gelin-S(硫醇化明胶)实现多种细胞类型的附着 通过Gelin-S(硫醇化明胶)实现多种细胞类型的附着
生长因子掺入 研究人员将根据自己所需的生长因子进行定制;可能需要补充生长因子 研究人员将根据自己所需的生长因子进行定制;可能需要补充生长因子 通过硫醇化肝素实现离子结合和生长因子的缓慢释放;不需要经常补充生长因子。
胶凝所需时间 <20分钟 20分钟 23分钟

每个试剂盒够制备7.5 mL水凝胶支架

每个试剂盒够制备2.5 mL水凝胶支架

表1. HyStem™平台选择指南。

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使用HyStem™的相关应用文献

A hyaluronan hydrogel scaffold-based xeno-free culture system for ex vivo expansion of human corneal epithelial stem cells. Chen D, Qu Y, Hua X, Zhang L, Liu Z, Pflugfelder S C and Li DQ. Eye (Lond). 2017 Jun;31(6):962-971. Demonstrates that HyStem™ C can successfully support the ex vivo cultivation of human corneal epithelial stem cells (CESCs). It has been shown several times that HyStem™ C is a very suitable carrier for ex vivo experimentation with numerous types of stem cells.

Mesenchymal stem cells support growth and organization of host-liver colorectal-tumor organoids and possibly resistance to chemotherapy. Devarasetty M, Wang E, Soker S, Skardal A. Biofabrication. 2017 Jun 7;9(2):021002. This paper used HyStem™ HP in a study of host-liver colorectal-tumor spheroids composed of primary human hepatocytes, mesenchymal stem cells (MSC) and colon carcinoma HCT116 cells were created in simulated microgravity rotating wall vessel (RWV) bioreactors. The cells were seeded on HyStem™ microcarriers, loaded with liver-specific growth factors and ECM components. 

3D microvascular model recapitulates the diffuse large B-cell lymphoma tumor microenvironment in vitro. Mannino RG, Santiago-Miranda AN, Pradhan P, Qiu Y, Mejias JC, Neelapu SS, Roy K, Lam WA. Lab Chip. 2017 Jan 31;17(3):407-414. UsedHyStem™ C to develop a lymphoma-on-chip model consisting of a hydrogel based tumor model traversed by a vascularized, perfusable, round microchannel that successfully recapitulates key complexities and interactions of the in vivo tumor microenvironment in vitro.

Cell-cell interaction between vocal fold fibroblasts and bone marrow mesenchymal stromal cells in three-dimensional hyaluronan hydrogel. Chen X, Thibeault SL. J Tissue Eng Regen Med. 2016 May;10(5):437-46. This paper used HyStem™ C for coculture of vocal fold fibroblasts (VVF) and bone-marrow deriver mesenchymal stromal cells (BM-MSCs).

Multilayered Hyaluronic Acid-Based Hydrogel Formulations Suitable for Automated 3D High Throughput Drug Screening of Cancer-Stromal Cell Cocultures. Engel BJ, Constantinou PE, Sablatura LK, Doty NJ, Carson DD, Farach-Carson MC, Harrington DA, Zarembinski TI. Adv Healthc Mater. 2015 Aug 5;4(11):1664-74. This paper used HyStem™ C to develop HTS suitable for 3D co-culture systems, mixing cancer and stromal cells.

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使用HyStem™平台成功培育细胞实例

 

例1:在HyStem TM水凝胶上接种的H9人胚胎干细胞。 human embryonic human mesenchymal 例2:在非共价结合有胶原蛋白I 的HyStem TM水凝胶表面上生长(5天)的人间充质干细胞。
例3:在HyStem TM-HP中培养的内皮祖细胞。蓝色=小鼠细胞核,褐色=人细胞核,红色= CD31蛋白(由位于印第安纳州印第安纳波利斯的Endgenitor Technologies 公司Robert Grove提供) endothelial progenitor neurosphere derived 例4:源自神经球的人胚胎干细胞(H9)接种于HyStemTM -C中并生长5天。红色= Beta III微管蛋白。蓝色= Draq-5。

图2. 使用HyStem™平台成功培养的细胞举例。

 

 

参考文献

  1. Essential Cell Biology: An Introduction to the Molecular Biology of the Cell. B. Alberts, D. Bray, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter (editor) Garland Publishing, Inc.
  2. Dowthwaite GP, Edwards JC, Pitsillides AA. An essential role for the interaction between hyaluronan and hyaluronan binding proteins during joint development. J Histochem Cytochem. 1998;46:641–51.
  3. Cheung WF, Crue TF, Turley EA. Receptor for hyaluronan mediated motility (RHAMM), a hyaladherin that regulates cell responses to growth factors. Biochem Soc Trans. 1999; 27:135–42.
  4. Entwistle J, Hall CL, Turley EA. Hyaluronan receptors: regulators of signalling to the cytoskeleton. J Cell Biochem. 1996; 61:569–77.

 

材料