MatTek—基于人源細胞的體外組織模型

MatTek公司是麻省理工學院兩個化學工程教授于1985成立的科技公司。1991年，該公司利用其核心的聚合物表面改性技術進入新興的組織工程領域，目前已成長為的組織工程技術公司，致力于生產(chǎn)創(chuàng)新性的3D重構人體組織模型，該模型相較于傳統(tǒng)2D細胞模型具有更可靠的實驗結果。其生產(chǎn)的重構皮膚，眼部和呼吸道組織模型已廣泛應用于化妝品，化工，醫(yī)藥和家用產(chǎn)品等行業(yè)的毒理學監(jiān)控（OECD，歐盟的指導方針）及毒理學研究。

MatTek公司的*基于人體細胞的3D皮膚模型EpiDerm?于1993年研發(fā)上市，立即獲得巨大的成功。從此MatTek通過以下方式*改變了基于人體細胞的體外模型市場：（1）低成本（降低50-80％的成本）；（2）通過發(fā)表質(zhì)量控制標準（同時具備陽性和陰性對照）以確保可為行業(yè)及監(jiān)管機構接受的高可重復性水平；（3）優(yōu)化研究人員的實驗結果。通過創(chuàng)造性使用非動物的體外測試，融合降低(直接/間接)成本的強大協(xié)同效應及顯著提高的產(chǎn)品質(zhì)量，MatTek極大的降低產(chǎn)品成本、提高實驗室效率及高質(zhì)量的高可重復性產(chǎn)品，減少實驗動物的使用，具有無可超越的長期組織可重復性；3-D仿真結構；高度分化的組織模型；代謝和分裂活性；源于正常的人體細胞；培養(yǎng)、操作簡便；無血清培養(yǎng)；可定量的客觀檢測；物美價廉的優(yōu)點。因而使得MatTek人細胞來源的體外組織模型被包括美國、加拿大、歐洲、日本和東亞的眾多跨國公司與研究機構采用。

目前MatTek公司的產(chǎn)品主要包括EpiDerm?（皮膚模型）、MelanoDerm?（黑色素模型）、EpiOcular?（眼周表皮模型）、EpiAirway?（呼吸道上皮模型）、EpiDermFT? (全厚的皮膚模型) 、EpiVaginal?（陰道上皮模型）、EpiOral?（口腔上皮模型）、 EpiGingivalTM（牙齦上皮模型）、Psoriasis tissue（牛皮癬組織模型）及樹突細胞。

MatTek公司主要產(chǎn)品介紹：

一、皮膚相關系列產(chǎn)品

1、MatTek's 的EpiDerm?皮膚表皮模型

該系統(tǒng)由正常的人體表皮角化細胞培養(yǎng)形成的具備多層高度分化的人類表皮模型。這些“現(xiàn)成的”組織模型—正常人3D皮膚模型(NHu-3D)在特殊的無血清培養(yǎng)體系中培養(yǎng)，具有高度分化的體外皮膚模型，在超微結構上與人類皮膚表皮具有高度相似形，為體外評估皮膚刺激和毒理學提供一個有用的模型。

產(chǎn)品特色 ：

正常的人類角化上皮細胞來源的3 d(NHu-3D)組織模型，zui接近人體皮膚表皮性能；

在脂肪結構上類似體內(nèi)狀態(tài)；

15年的完善的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)；

可在24和96孔板上進心高通量測試；

可實現(xiàn)經(jīng)皮給藥和經(jīng)皮吸收；

理想的基因表達分析和基于RNAi / siRNA的治療藥物篩選；

產(chǎn)品應用：

皮膚刺激實驗；

皮膚腐蝕試驗；

皮膚光毒性試驗；

基因毒性試驗；

經(jīng)皮給藥；

納米材料毒性試驗/滲透實驗；

炎性實驗；

基礎科研應用。

2、MatTek's EpiDermFT-全厚皮膚模型

該系統(tǒng)由正常人角化表皮細胞和皮膚成纖維細胞共培養(yǎng)形成的多層高度分化的人類和表皮模型，培養(yǎng)在特殊的無血清培養(yǎng)體系中。該模型與人體皮膚具有高度相似性，可滿足完整人體全厚皮膚模型研究的實驗需要。

產(chǎn)品特色 ：

正常的人類角化上皮細胞和成纖維細胞來源的3 d(NHu-3D)組織模型，zui接近人體完整皮膚性能；

具有精心設計的基膜；

在脂肪結構上類似體內(nèi)狀態(tài)；

使用方便（即用型）

有與成人或新生兒供體相匹配的組織模型；

是抗衰老、皮膚水分吸收、紫外保護、傷口愈合等研究的理想模型；

產(chǎn)品應用：

抗衰老；

皮膚水分吸收；

紫外保護；

傷口愈合基礎科研應用。

3、MelanoDerm?黑素細胞組織模型

該模型由正常的人表皮角化細胞和黑色素細胞(NHM)共培養(yǎng)，形成有多層高度分化的人類表皮模型。在培養(yǎng)過程中經(jīng)歷了自發(fā)形成的黑色素進而導致組織呈不同程度的著色。該組織使用無血清培養(yǎng)系統(tǒng)，生長在一個特殊的氣液界面培養(yǎng)體系中，未添加任何黑素形成刺激物（如TPA及IBMX）。是體外評價化妝品效果和調(diào)節(jié)皮膚色素沉著類藥物的理想體外模型。

產(chǎn)品特色 ：

Ideal for Skin Lightening/Whitening Studies, Melanogenesis Research

人類角質(zhì)細胞和黑色素細胞的共培養(yǎng)形成，更接近人體真實狀態(tài)；

立體三維組織結構，更接近人體皮膚構造；

黑人、白人或亞洲人種皮膚可選；

顏色漸變；

理想的皮膚美白研究及黑素形成研究。

產(chǎn)品應用：

美白研究及測試；

色素沉著研究。

4、牛皮癬皮膚模型

該模型是使用正常的人類表皮角化細胞培養(yǎng)和牛皮癬銀屑病患者皮膚組織標本的成纖維細胞，在特定的培養(yǎng)體系中使用無血清培養(yǎng)液共培養(yǎng)得到。該模型是一個高度分化的多層立體組織，具有明顯的銀屑病表現(xiàn)型，即增加的基底細胞增殖及表達牛皮癬相關蛋白。

產(chǎn)品特色 ：

3-D立體的高分化組織模型；

無血清培養(yǎng)體系；

高度可重復性；

操作簡便；

可定量的客觀檢測模型；

理想的藥物篩選和基礎研究模型；

高性價比；

可替代動物和臨床試驗。

產(chǎn)品應用：

抗牛皮癬藥物篩選；

牛皮癬相關基礎科研。

5、MLNM-FT-A375腫瘤模型

該模型由正常人類惡性黑色素瘤細胞(A375)、人表皮角化細胞及人皮膚成纖維細胞(NHDF)共培養(yǎng)形成的高度分化多層立體組織模型，伴有不同發(fā)育階段的黑色素瘤細胞。在不同培養(yǎng)階段，該組織表現(xiàn)出輻狀生長期(RGP)、垂直生長期(VGP)及轉移性黑色素瘤表型。該模型在細胞組成及結構上與人體黑色素瘤高度相似，是研究皮膚黑素瘤的理想體外模型。

產(chǎn)品特色 ：

人類惡性黑色素瘤A375細胞結合EpiDermFT組織共培養(yǎng)形成，細胞組成接近真實狀態(tài)；

3-D立體結構，接近真實皮膚形態(tài)；

可以客戶提供的黑色素瘤細胞代替公司的黑素瘤A375細胞；

黑色素瘤研究與治療的理想體外模型；

擁有全部的黑色素瘤漸進發(fā)展進程: 輻狀生長期(RGP)、垂直生長期(VGP)及轉移性黑色素瘤表型

血脂水平與體內(nèi)水平相當。

產(chǎn)品應用：

腫瘤浸潤研究；

抗黑素瘤類藥物篩選。

二、眼周表皮組織模型

該系統(tǒng)由正常人表皮角化細胞培養(yǎng)形成的多層組織模型，與角膜上皮結構高度相似。該組織模型同樣培養(yǎng)于無血清培養(yǎng)液中，細胞分化類型及立體結構均與人角膜上皮相似，是角膜研究的理想體外模型。

產(chǎn)品特色 ：

具有與人眼角膜高度一致的立體三維結構；

可替代兔眼刺激測試；

體內(nèi)體外測試結果具有良好的一致性；

滿足多種測試實驗；

可在未稀釋和水不溶性材料中測試；

15年可靠的質(zhì)量控制標準；

可在24或96孔板中培養(yǎng)或檢測。

產(chǎn)品應用：

眼部過敏；

抗菌測試。

三、呼吸道上皮組織模型

該模型由正常人氣管/支氣管上皮細胞 (NHBE/TBE) 培養(yǎng)得到的假復層上皮組織模型，該模型與人體呼吸道上皮組織高度相近。病理學及投射電鏡檢測均表明該組織模型與正常人體呼吸道上皮模型高度類似，是呼吸系統(tǒng)基因表達分析和基于RNAi / siRNA的治療藥物篩選的理想模型。

產(chǎn)品特色 ：

正常人體氣管/支氣管上皮細胞來源的3D立體組織模型，接近正常人體呼吸道上皮；

該組織模型具有較長的生命期，可滿足慢性暴露性實驗需要；

適合哮喘、吸煙、COPD及杯狀細胞增生研究；

有呼吸道*的產(chǎn)粘蛋白的杯狀細胞；

可以在24和96孔板中進行高通量實驗；

與VITROCELL裝置兼容；

可用于給藥/藥物研發(fā)。

產(chǎn)品應用：

呼吸道感染；

哮喘；

慢性阻塞性肺病；

吸煙相關疾病；

納米顆粒的毒理學及滲透性研究；

給藥；

炎癥；

吸入毒理學。

四、口腔上皮組織模型

1、口腔上皮組織模型：該組織由正常的人上皮細胞在特殊的無血清培養(yǎng)體系中培養(yǎng)而成。該模型在形態(tài)學與人體正常口腔上皮組織高度類似，是體外評估口腔病理學及口腔基礎研究的理想體外組織模型。

 產(chǎn)品特色 ：

與人體口腔上皮高度接近；

具有包括基底細胞和非角質(zhì)層細胞在類的多層結構；

在脂譜上高度接近體內(nèi)狀態(tài)；

可合成人β防衛(wèi)素(抗菌肽)。

產(chǎn)品應用：

粘膜刺激；

給藥；

口腔念珠菌病；

炎癥。

2、口腔齒齦上皮模型：該組織模型由正常的人上皮細胞在特殊的無血清培養(yǎng)體系中培養(yǎng)而成。該模型在形態(tài)學與人體正常齒齦上皮組織高度類似，是體外評估口腔病理學及口腔基礎研究的理想體外組織模型。

產(chǎn)品特色 ：

具有人體齒齦表型；

與口腔上皮模型組織結構類似，但是有角質(zhì)化的頂層細胞；

在脂譜上高度接近體內(nèi)狀態(tài)；

可合成人β防衛(wèi)素(抗菌肽)。

產(chǎn)品應用：

刺激實驗；

吸收實驗。

五、 陰道上皮組織模型

MatTek EpiVaginal是專門為了方便研究陰道-宮頸(VEC)的毒性、病變和基本粘膜現(xiàn)象所設計生產(chǎn)。該組織基于正常人VEC上皮細胞和樹突狀細胞(DC)具有與正常人體組織高度相近的細胞和立體結構，是體外評估毒性、性傳播感染及其他基礎科研的理想體外組織模型。該組織模型有VEC和VLC（含樹突細胞，可被HIV-1感染）兩個產(chǎn)品系列。

產(chǎn)品特色 ：

由正常人體細胞培養(yǎng)得到；

具有正常的人體Vaginal-Ectocervical三維結構；

有包括基底層和多個非角化層組成的多層立體組織結構；

是女性衛(wèi)生、陰道護理和殺菌產(chǎn)品研究的理想體外模型；

是hiv – 1及其他性傳播疾病(性病)研究的理想體外模型。

產(chǎn)品應用：

殺菌劑測試

性病感染研究

女性衛(wèi)生研究

炎癥研究

給藥研究。

六、腸道上皮組織模型

腸道上皮組織模型是由正常人體細胞培養(yǎng)得到的一個高度分化的三維組織模型，在生理學、組織結構和小腸上皮細胞的功能上與體內(nèi)狀態(tài)接近。形態(tài)上具有極性及微絨毛結構，有柱狀上皮細胞、可增殖基地細胞（包括LGR5+ 成體干細胞）、Paneth細胞、M細胞及營養(yǎng)吸收的分泌細胞。可用于藥物開發(fā)，包括給藥、預測藥物吸收和藥物代謝測試。

產(chǎn)品特色 ：

有人類小腸上皮組織表型；

高度分化的3D立體組織結構；

超微結構上有刷狀緣、緊密連接和黏原顆粒；

表達藥物吞噬轉與及代謝相關酶類CYP3A4；

是藥物毒理及SI 治療藥物攝取的理想體外模型；

是粘膜免疫、腸道微生物群及腸道炎癥研究的理想體外模型。

產(chǎn)品應用：

給藥；

藥物代謝；

炎癥研究；

腸道纖維化研究；

腸道病變修復及藥物測試；

腸道毒理研究；

腸道感染研究。

投射電鏡分析

組化檢測

七、樹突細胞（朗格漢斯細胞）

MatTek開發(fā)了一種新方法從源于臍帶血的CD34 +祖細胞 (造血干細胞)中培養(yǎng)DC細胞。這種改進的方法可從一百萬的起始CD34 +細胞中平均得到四億以上的DC細胞，這些DC細胞表達CD1a、HLA-DR、CD80、CD86/40/54/11c/206，與單核細胞來源的DC細胞不同，這些DC細胞還表達TLR-1、TLR-2、TLR-3、TLR-4、TLR-6、TLR-7 及TLR-9。在表型上與體內(nèi)狀態(tài)高度相似，在培養(yǎng)中具有更長的生命期，可廣泛應用于免疫學、病毒學和其他功能研究等領域。

產(chǎn)品特色 ：

更長的生命周期；

產(chǎn)生自臍帶血CD34+ 祖細胞，優(yōu)于單核細胞來源的DC細胞；

細胞可擴增400倍，滿足需要同樣細胞來源的多種實驗；

具有包括CD1a、HLA-DR和Birbeck顆粒在內(nèi)的多個關鍵標物,；

與血漿及骨髓DC細胞有共同的表面標志物(pDC、CD123 +、 CD11c)和(mDC、CD123 - 、CD11c +)

非粘附的懸浮生長，與體內(nèi)狀態(tài)更為接近；

可被hiv – 1感染，并呈遞給T細胞；

是過敏反應、抗原結合和呈遞、病毒感染、免疫治療（如腫瘤疫苗）和轉染研究的理想細胞；

該細胞株可整合到MatTek其他的體外組織模型。

產(chǎn)品應用：

變應原性測試；

微生物感染；

抗原呈遞；

疫苗免疫療法；

免疫毒性；

誘導耐受；

炎性/細胞因子反應；

病毒/細菌/真菌感染

益生菌免疫學；

基礎研究。