几乎所有的在活的有机体内细胞存在于由复杂的3D结构组成的细胞外基质(ECM)中，并通过生化信号与邻近细胞相互作用¹．因此，不能模仿这种结构和组织的细胞培养环境具有局限性是合乎逻辑的。在平面二维环境中培养的细胞通常表现出细胞形态、活力、分化和增殖等性能下降。

2D细胞培养的局限性可能会给研究造成障碍，并导致临床前基于细胞的药物和毒性筛选试验的预测能力较差，无效的肿瘤生物学建模，以及依赖动物模型进行临床前药物开发研究等问题。

新出现的证据强烈表明，建立生理细胞-细胞和细胞- ecm相互作用的3D细胞培养可以模拟原生组织的特异性，特别是在干细胞培养、癌症研究、药物和毒性筛选以及组织工程等应用中。

当比较2D和3D培养的细胞时，主要的区别之一是细胞形态的不同。由于细胞根据整合素介导的粘附到ECM的方向适应形状，2D培养附着发生在细胞的一侧。相比之下，3D培养附着发生在细胞的整个表面²．因此，在3D培养模型中，细胞的扩散和附着需要更长的时间——在某些情况下，需要几天的时间——这可以直接影响细胞的增殖、凋亡和分化^{3 - 6}．当在3D环境中培养时，某些类型的细胞甚至可以恢复其生理形态和功能⁷．

细胞功能也受到这种调整后的形态的影响，细胞更接近观察到的性质在活的有机体内在3D环境中培养^8、9．因此，3D细胞培养模型基本上可以模拟在活的有机体内环境和允许细胞的生长和分化在活的有机体内比如行为和功能。

为了使3D细胞培养模型能够准确预测细胞的行为，在各个方面在活的有机体内细胞行为需要精确地再现，这在各种研究应用中都是真实的。为了做到这一点，3D细胞培养模型通常需要使用基于水凝胶的基质或固体支架。在成功培养3D细胞的各种方法中，自然衍生的ecm水凝胶是最常用的。

水凝胶和ecm是三维细胞培养的高效基质。这些凝胶具有与天然组织非常相似的特征，通常来源于天然来源，通过其生物相容性和生物活性性质促进细胞功能¹⁰．合成水凝胶和固体支架也是三维细胞培养的有效技术。

3D细胞培养的另一种方法是使用细胞球体。3D球形培养是一种简单的模型，可以从各种类型的细胞中生成，由于粘附细胞的聚集倾向而形成球形。球体自然地模拟了固体组织的各个方面，这使得肿瘤研究成为一种有效的方法。多能干细胞(PSCs)的分化通常也涉及球形结构的形成，使球体成为一个特别好的生理3D模型。

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1.Lodish H，等。分子细胞生物学。纽约W.H.弗里曼和公司(2002)。
2.Baker BM, Chen CS。中国生物医学工程学报(自然科学版)，28(3):344 - 344(2012)。
3.辛格维R，等。科学264:696-698(1994)。
4.陈春春，等。科学276:1425-1428(1997)。
5.Thomas CH等人。Proc。国家的。学会科学。美国99:1972-1977(2002)。
6.McBeath R，等。Dev. Cell:483-495(2004)。
7.Benya PD和Shaffer JD。Cell 30:215-224(1982)。
8.Debnath J和Brugge JS。癌症:675-688(2005)。
9.纳尔逊CM和比塞尔MJ。为基础。生物学报，2006,22:287-309。
10.道森E，等。放置药物。Deliv。经刊60(2):215-228(2008)。