HCS Pharma – BIOMIMESYS® 3D technology

點此進入HCS Pharma公司官網 BIOMIMESYS®是由法國HCS Pharma公司（以下簡稱HCS）開發的3D培養技術，能夠製造出具備生物學特性的細胞外基質(extra-cellular matrix, ECM)結構來培養細胞。BIOMIMESYS®產品是透過己二醯肼(Adipic acid dihydrazide, ADH)進行交叉鏈結(crosslinking)作用來製造，原料包括水溶性改質玻尿酸(Hyaluronic Acid, HA)跟細胞外基質成分(膠原蛋白、纖連蛋白等)，藉此形成ECM結構。

玻尿酸在ECM扮演數種不同功能的重要角色。這個醣胺聚醣(glycosaminoglycan, GAG)類分子擁有聚合的能力，能夠形成支架般的構造以維持組織結構。此外，這個分子有跟水分子結合的功用，能夠將水吸附在表面藉此跟數種不同的生長因子結合。

目前，HCS公司已經創建了一種使用玻尿酸作為生物聚合物來合成製造3D細胞培養系統的程序，以此能夠保持玻尿酸的所有特性，進而讓仿造出來的ECM具備所有生物特性（相同的結構、細胞吸附性、儲水性、信號庫等等）。HCM的BIOMIMESYS®技術是目前市面上唯一能讓仿造ECM的培養基同時具有維持固態跟與跟水分子結合兩種特性的技術，藉此得以讓水附著在上面。由於有這兩種特性，HCS又將此3D培養系統稱為水支架（hydroscaffold）。

由於不同的器官、細胞外基質在組成成分跟比率上會有所不同，導致細胞環境在密度、緊密上也或多或少有所不同（不同的彈性係數、孔隙率等）。BIOMIMESYS®的3D培養技術讓HCS Pharma能夠依狀況調整，仿造每個器官不同的細胞環境。

 

賀! HCS Pharma 入圍 VIVA TECHNOLOGY 「The Female Founder Challenge」 決選十人名單!

 

Back

Back

教學影片

  • BIOMIMESYS® tutorial : The complete cell seeding process in a new plate
  • BIOMIMESYS® tutorial : How to change medium
  • BIOMIMESYS® tutorial : How to simply extract the hydroscaffold

請點此觀看所有BIOMIMESYS®教學影片

Back

BIOMIMESYS® Adipose tissue

 

BIOMIMESYS® Adipose Tissue(脂肪組織) 是一種具備生物機能的玻尿酸（HA）水支架，含有脂肪組織細胞外基質成分，包括：膠原蛋白I、膠原蛋白VI和纖連蛋白的細胞結合領域（RGDS）。BIOMIMESYS® Adipose Tissue提供誘導性微環境，能讓培養的前脂肪細胞在這環境中完全分化。這些前脂肪細胞受誘導後，就會像在in vivo環境內生長時一樣，分化為圓形脂肪細胞，並且對脂肪細胞的脂肪生成和脂解作用的調節具影響力。

為了進一步讓產品能夠更接近脂肪ECM的結構，HCS令其HA支架的機械物理性質在楊氏模數(Young’s modulus)達到0.5kPa，這與天然脂肪組織ECM的數值相同。此外BIOMIMESYS® Adipose Tissue的孔徑範圍為70至170μm，提供足夠的空間既能讓培養液和營養物質流動循環，也能讓大型脆弱的初代脂肪細胞行細胞 – 細胞跟細胞 – 基質交互作用以讓細胞成熟。另外，這樣的結構也提供足夠的機械強度支持，讓這個水支架容易使用。

BIOMIMESYS® Adipose tissue能提高前脂肪細胞中的脂肪形成標記基因的表現：

●  早期表現基因如FABP4（脂肪酸結合蛋白）：

●  晚期表現基因如GLUT4（葡萄糖轉運蛋白）​​：

 

與在2D培養方式的培養脂肪細胞相比，在BIOMIMESYS® Adipose tissue 中培養的脂肪細胞，於生長時能呈現更好的分化表現，表現出更好的脂質累積：

相關資料

BIOMIMESYS® Adipose Tissue – 技術資料表

BIOMIMESYS® Adipose Tissue – 海報

BIOMIMESYS® Adipose Tissue – 出版文獻

Back

BIOMIMESYS® Liver

 

BIOMIMESYS® Liver水支架的組成材料，包括與RGDS和半乳糖胺(galactosamine)接枝的玻尿酸、己二酸二酰肼交叉聯結劑和細胞外基質（ECM）蛋白質（膠原蛋白I和膠原蛋白IV），以模擬肝臟 – ECM的組成。SEM圖像顯示了BIOMEMISYS® Liver水凝膠的仿生結構，包括其膠原鏈。

細胞外基質(ECM)是決定細胞活性和活力的重要因素。肝細胞是由複雜的細胞外微結構所組成和維持，其ECM的化合物在肝功能調節中發揮巨大作用。而膠原蛋白、醣蛋白和醣胺聚醣（GAG）構成大部分肝臟的ECM; 這些分子也在細胞生理學中發揮重要作用。

BIOMIMESYS®Liver水支架

取自去細胞肝臟的ECM（左側）和 BIOMIMESYS® Liver（右側）

玻尿酸（HA）在肝組織的物理性質中具有重要作用。HA能隔離水以維持ECM的水合作用，並且提供潤滑功用以方便細胞運動和遷移。HA在新肝組織形成期間扮演重要角色，它能促進細胞增殖的活性。這些性質以及能在做移植時避免免疫反應的能力，讓HA非常適合用於3D細胞培養和體內治療(in vivo treatments)。

物理化學性質：
BIOMIMESYS® Liver水支架的機械物理性質具有0.6 kPa的楊氏模數，與肝臟ECM的範圍相當。這個水合支架為多孔結構，孔徑直徑範圍為60μm至130μm。

球狀細胞(Spheroid)的生長與發育： 提高培養存活時間
在比較用2D細胞跟3D細胞培養方式的培養實驗中，HCS培養了HepG2 – 初代人肝細胞和肝癌細胞株，發現細胞在3D培養中能保持存活更久。此外，初代人肝細胞在3D培養方式中保持其代謝活性的時間也較在2D培養中更長，甚至在夾心培養(sandwich culture)中也是如此。

 

維持肝細胞功能：形成膽管相關的基因 – HepG2

以共定位分析膽管網路成型時，肌動蛋白(actin)與MRP2基因表現

 

維持肝臟的代謝活動： 冷凍保存的人類肝細胞檢體
以BIOMIMESYS® Liver培養的肝細胞分泌的白蛋白，要比2D培養肝細胞分泌的量多20至30倍。

在以2D或3D培養7天後，進行基礎CYP活性的分析。

 

與夾心2D培養方式相比，使用BIOMIMESYS® Liver培養的細胞基礎CYP活性更高。

 

相關資料

BIOMIMESYS® Liver – 技術資料表

BIOMIMESYS® Liver – 海報

Back

BIOMIMESYS® Brain

 

BIOMIMESYS® Brain是一個獨特並能立即使用(ready to use)的生物功能化玻尿酸（HA）水支架，適用於培養神經細胞。 BIOMIMESYS® Brain是透過雙重交叉鏈結反應來製造，鏈結的材料包括：腦細胞外基質的成分膠原蛋白I和膠原蛋白IV、纖連蛋白的細胞結合域（RGDS）、陽離子生物聚合物以及玻尿酸。BIOMIMESYS® Brain 提供了一個能讓神經元細胞進行長期培養的微環境。

為了更進一步接近天然腦細胞的ECM構成，HCS讓針對腦細胞培養的生物功能化玻尿酸基水支架的機械物理性質，具備0.1 kPa（軟水支架）的低楊氏模數，這個數值與天然的腦ECM相同。由於HCS一直希望能更完美地好模仿大腦結構的各種特性，因此BIOMIMESYS® Brain 的組成包含80％空白體積並具備高孔隙率，孔隙平均在150±30微米。

BIOMIMESYS® Brain 還提供了足夠的空間，給脆弱的神經元細胞進行細胞-細胞和細胞-基質交互作用需要的氣體、培養液和營養物的流動循環。同時其結構也提供足夠機械強度支持，讓這個水支架容易使用。

在BIOMIMESYS®Brain中接種後6,13和20天的多巴胺能神經元（Luhmes細胞）圖片。綠色：β3-微管蛋白，藍色：以Hoechst染色的細胞核; 比例尺=200μm

植入的神經元細胞能以球狀體形式在3D培養環境中生長。相較於以2D培養方式培養的細胞，以BIOMIMESYS®Brain培養的細胞能維持這個形狀較長時間。在觀察中也發現到球狀內神經突的形成（第6天，第13天），並且還會觀察到之後神經突在球狀體之間形成（第20天）。

 

相關資料

BIOMIMESYS® Brain – 技術資料表

Back

BIOMIMESYS® Oncology

 

細胞外基質（ECM）是由各種不同成分（GAG，膠原蛋白等）組成的複雜黏彈性系統，通常由纖維狀的微結構構成。

ECM的物理化學性質（組成和結構），在調節細胞功能如擴散、遷移、增殖和分化中扮演著關鍵角色。

為了能夠更完善地模擬腫瘤細胞的微環境， HCS Pharma開發了 BIOMIMESYS®Oncology ， 一種以己二酸二酰肼（ADH）去交叉鏈結膠原蛋白I跟玻尿酸（HA）的雙重穿透網狀（interpenetrating network, IPN）水支架。

BIOMIMESYS®Oncology的SEM切片觀察：切片放大倍數

HTC-116細胞 – 第30天 – DAPI（藍色）MitoTracker（黃色）Edu（綠色）合併顏色 – 10倍深層視圖

 

球狀細胞生長、活力，細胞增殖
BIOMIMESYS® Oncology 水支架提供與細胞結合位點的CD44和RHAMM，得以讓細胞進行細胞-基質和細胞-細胞交互作用。

在BIOMIMESYS® Oncology水支架中培養的癌細胞，能從培養的第5天開始增殖並聚集形成球狀體細胞。球狀體的大小和形成會隨以下因素變動：

●植入密度
●培養時間
●細胞類型
培養的細胞能至少存活28天。

在BIOMIMESYS®Oncology中生長的結腸直腸癌細胞

HT-29細胞 – 第7天 – DAPI（藍色）MitoTracker（黃色）

HTC-116細胞 – 第15天 – DAPI（藍色）MitoTracker（黃色）Edu（綠色）

HTC-116細胞 – 第30天 – DAPI（藍色）MitoTracker（黃色）Edu（綠色）以及合併顏色

相關資料

BIOMIMESYS® Oncology – 技術資料表

Back

若您對於頁面產品有任何疑問及需求，請與我們聯繫
Tokyo Future Style Taiwan
info-tw@tokyofuturestyle.com
TEL : +886-2-25785958 FAX : +886-2-25789826

一覧へ戻る場合はこちらをクリックして下さい。