2D細胞培養から3D細胞培養への移行を始める時期か？

Is It Time to Start Transitioning From 2D to 3D Cell Culture?

• Caleb Jensen
• Yong Teng

抄録

細胞培養は、創薬、癌研究、幹細胞研究において重要かつ必要なプロセスです。現在、ほとんどの細胞は2次元（2D）培養法で培養されていますが、3次元（3D）細胞培養技術を用いた新しい改良された方法は、より高度な実験が可能であり、貴重な知見を得ることができるという説得力のある証拠を示しています。3次元細胞培養実験を行う場合、細胞環境を操作して細胞を模倣し、細胞間の相互作用、腫瘍の特徴、創薬、代謝プロファイリング、幹細胞研究、その他の疾患に関するより正確なデータを提供することができます。ハイドロゲルベースの支持体、高分子硬質材料ベースの支持体、親水性ガラス繊維、およびオルガノイドなどの足場ベースの技術が採用されており、それぞれが独自の利点および用途を提供している。同様に、ハンギングドロップマイクロプレート、磁気浮上、超低付着性コーティングを施したスフェロイドマイクロプレートのような足場を使用しない技術もある。3D細胞培養は、オルガノイドの使用を介して臓器の挙動を研究するための代替的な方法を提供する可能性があり、最終的には2D細胞培養と動物モデルとの間のギャップを埋めることが期待されている。本レビューでは、2D細胞培養と3D細胞培養を比較し、異なる3D培養技術を取り巻く詳細を提供するとともに、3D細胞培養の現在および将来の応用に焦点を当てている。

Cell culture is an important and necessary process in drug discovery, cancer research, as well as stem cell study. Most cells are currently cultured using two-dimensional (2D) methods but new and improved methods that implement three-dimensional (3D) cell culturing techniques suggest compelling evidence that much more advanced experiments can be performed yielding valuable insights. When performing 3D cell culture experiments, the cell environment can be manipulated to mimic that of a cell and provide more accurate data about cell-to-cell interactions, tumor characteristics, drug discovery, metabolic profiling, stem cell research, and other types of diseases. Scaffold based techniques such as hydrogel-based support, polymeric hard material-based support, hydrophilic glass fiber, and organoids are employed, and each provide their own advantages and applications. Likewise, there are also scaffold free techniques used such as hanging drop microplates, magnetic levitation, and spheroid microplates with ultra-low attachment coating. 3D cell culture has the potential to provide alternative ways to study organ behavior via the use of organoids and is expected to eventually bridge the gap between 2D cell culture and animal models. The present review compares 2D cell culture to 3D cell culture, provides the details surrounding the different 3D culture techniques, as well as focuses on the present and future applications of 3D cell culture.

Copyright © 2020 Jensen and Teng.