マトリゲル

マトリゲルは、コーニングライフサイエンス社が製造する、エンゲルブレト・ホルム・スウォーム（EHS）マウス肉腫細胞から分泌される可溶化基底膜マトリックスの商標名です。マトリゲルは、多くの組織に見られるラミニン/コラーゲンIVが豊富な基底膜細胞外環境に似ており、細胞生物学者が細胞培養の基質（基底膜マトリックス）として使用しています。^{[ 1 ] [ 2 ]}

 一般的な実験手順として、冷却した（4 ℃）液体マトリゲルを少量ずつプラスチック製の組織培養用実験器具に滴下する。37  ℃（体温）で培養すると、マトリゲルタンパク質が重合（固化）し、実験器具の表面を覆う組換え基底膜が形成される。

マトリゲル上で培養された細胞は、実験室条件下では観察が難しい複雑な細胞挙動を示します。例えば、内皮細胞はマトリゲルでコーティングされた表面上では複雑なクモの巣のようなネットワークを形成しますが、プラスチック表面上では形成しません。^{[ 3 ]}このようなネットワークは、生体組織に血液を供給する微小血管毛細血管系を強く示唆しています。したがって、マトリゲルを用いることで、研究者にとって非常に興味深い、内皮細胞がこのようなネットワークを構築する過程を観察することが可能になります。

研究者によっては、より厚い三次元ゲルを作製するために、より多くのマトリゲルを使用することを好む場合がある。厚いゲルは、細胞をゲルの表面から内部へと移動させる。この細胞移動行動は、腫瘍細胞の転移モデルとして研究者によって研究されている。

製薬科学者は、薬物分子のスクリーニングにマトリゲルを使用します。典型的な実験は、試験分子をマトリゲルに添加し、細胞の挙動を観察することからなります。内皮細胞ネットワークの形成を促進する試験分子は組織再生療法の候補であり、内皮細胞ネットワークの形成を阻害する試験分子は抗がん療法の候補です。同様に、腫瘍細胞の遊走を阻害する試験分子も抗がん剤として有望です。マトリゲルは、がん治療薬開発プログラムの一環として、げっ歯類にヒト腫瘍異種移植片を準備するためにも一般的に使用されます。 ^{[ 4 ]}マトリゲルは不死化ヒトがん細胞 と混合され、その混合物は免疫不全マウスの皮下に注射されます。通常、2～4週間でヒト腫瘍が形成されます。このモデルシステムにより、研究者は代替宿主で抗がん化合物をテストできます。

マトリゲルが複雑な細胞挙動を刺激する能力は、その不均一な組成の結果である。マトリゲルの主な成分は、ラミニン、ニドゲン、コラーゲン、ヘパラン硫酸プロテオグリカンなどの構造タンパク質であり、これらは培養細胞に自然環境で遭遇する接着ペプチド配列を提供する。 ^{[ 1 ]}また、多くの細胞タイプの分化を抑制し、増殖を促進するTGF-βやEGFなどの成長因子も存在する。成長因子を低減したマトリゲルも入手可能である。マトリゲルには他のタンパク質が少量含まれており、その正確な組成はロットごとに異なる可能性がある。このため、マトリゲルは、すべてのタンパク質とその濃度を正確に把握する必要がある実験には適さない可能性がある。

マトリゲルは、胚性幹細胞培養における接着基質としても使用されます。^{[ 5 ]}胚性幹細胞をフィーダー細胞なしで培養する場合、多能性で未分化の状態（自己複製）を維持するために細胞外マトリックス成分が必要です。使用できるマトリックスの1つが希釈マトリゲルです。希釈せずに使用すると、マトリゲルは幹細胞の増殖と分化を促進します。

• 共同発明者、ハインダ・クラインマン
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• ミオゲル

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