今天，人们越来越意识到二维细胞培养在预测许多不同相互作用细胞类型的生物系统的复杂行为以及再现组织的解剖学或生理学以进行信息或有用研究方面的缺陷。

　　3D 细胞培养模型更准确地表示了生物体中细胞所经历的自然环境，它允许细胞间相互作用与更真实的生化和生理反应。细胞的行为和反应更像它们在体内对内部和外部刺激的反应，例如温度、pH、营养吸收、运输和分化的变化。因此，在药物筛选、组织工程、临床前研究、细胞治疗和基础细胞生物学研究等领域，科学家们正将关注点从 2D 细胞培养转移到 3D 细胞培养。

　　3D 细胞培养与 2D 细胞培养

　　显示 3D 细胞培养与 2D 细胞培养对细胞行为的影响的出版物示例

　　差异化

　　I型胶原蛋白表达证明成年大鼠间充质干细胞的初始成骨增加

　　I 型胶原蛋白表达证明成年大鼠间充质干细胞后期成骨减少

　　人脂肪干细胞成骨标志物 CBFA-1 的相对表达增加

　　人脂肪干细胞成骨标志物 CBFA-1 的相对表达增加

　　人脂肪干细胞的成骨标志物碱性磷酸酶、骨连接蛋白、骨桥蛋白、胶原蛋白 1 和 JNK2 的绝对表达增加

　　大鼠骨髓干细胞成骨分化增加

　　小鼠胚胎干细胞向造血前体细胞的分化增加

　　人滋养层ED27细胞增殖平衡后分化活性增加

　　指示人平滑肌细胞分化表型的收缩标志物的表达增加

　　细胞附着减少，使原代牛软骨细胞的表型发生变化

　　细胞系 H1 人胚胎干细胞的成骨分化增加

　　通过异染和人骨髓基质细胞的软骨细胞特异性基因 AGGRECAN、COL II 和 COL X 的表达评估的增强的软骨形成

　　基于人脂肪干细胞的分化率和瘦素分泌增加分化效率

　　小鼠胚胎干细胞未分化状态持续时间增加

　　原代人成骨细胞向骨细胞的分化增加

　　MDCK细胞的诱导分化极化表型

　　形态学

　　能够形成大量胆汁小管和人 HepG2 肝细胞的其他体内相似形态特征

　　维持人类 HepG2 肝细胞的结构完整性

　　诱导人膀胱癌细胞系 RT112 细胞形态、排列和极化的明显差异

　　在人膀胱癌细胞系 RT112 细胞中保持组织样、几何有序和高度棱柱状组织的再生多细胞球体

　　导致肿瘤上皮细胞 (TEC) 和人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 聚集体的形成

　　分化的小鼠 3T3-L1 前脂肪细胞的组织一致性和细胞间接触增加

　　人类脂肪干细胞形态改变

　　改变小鼠成骨细胞系 MC3T3-E1 和原代小鼠颅骨成骨细胞的形态

　　人 SH-SY5Y 视网膜细胞的神经突延伸长度增加

　　血管平滑肌细胞的应力纤维和粘着斑减少

　　能够与原位产生的小鼠胚胎干细胞细胞外基质整合

　　杂交瘤细胞的细胞大小减小

　　人类蛛网膜细胞的细胞间连接/连接蛋白连接增加

　　能够形成模拟人内皮细胞血管生成的钙镁依赖性管状结构

　　减少人平滑肌细胞的粘着斑组装

　　维持大鼠嗅鞘细胞原始梭形形态

　　人肝癌细胞系HepG2的细胞组织和细胞粘附增加

　　气道平滑肌细胞形态改变

　　导致 Huh7 肝癌细胞形成复杂的多层聚集体

　　人成纤维细胞的诱导细胞排列

　　不诱导人内皮细胞的细胞排列

　　成肌细胞形态和细胞骨架组织的显着差异

　　药物代谢

　　增加 C3A 人肝细胞系的细胞色素 p-450 酶 CYP1A2 乙氧基试卤灵向试卤灵的转化活性

　　能够对 C3A 人肝细胞系的 CYP1A2 诱导剂 β-萘黄酮和抑制剂呋喃茶碱作出反应

　　增加 C3A 人肝细胞系的细胞色素 p-450 酶 CYP3A4 睾酮向 6 β-睾酮的转化活性

　　C3A人肝细胞系的细胞色素p-450酶CYP3A4 II期酶葡萄糖醛酸基转移酶增加

　　降低阿霉素、紫杉醇和他莫昔芬对人 MCF-7 细胞的抗增殖作用

　　不影响 PC-3 细胞系细胞的化学敏感性

　　Lovo 细胞系细胞的化学敏感性降低

　　MCF-7细胞系细胞的化学敏感性降低

　　用抗 E-钙粘蛋白抗体治疗 MCF-7 细胞系细胞增加化学敏感性

　　人肝癌细胞系HepG2对药物诱导的细胞凋亡的抵抗力增加

　　更好地保存大鼠肝细胞的多药耐药相关蛋白 2 (Mrp2)

　　大鼠肝细胞对甲氨蝶呤 (MTX) 的耐药性增加

　　HepG2 细胞中 EFC 到 HFC 的线性代谢产生肝脏特异性酶 CYP1A1 和 CYP3A4，细胞增殖稳定

　　肝细胞中白蛋白和尿素的产生增加

　　在细胞球体中观察到暴露于抗癌药物紫杉醇后存活率增加

　　多柔比星对肿瘤细胞迁移特性、β1 整合素表达以及 FAK 和 PhoA 磷酸化状态的抗侵袭作用

　　紫杉醇、KU174、Alimta、Zacitma、多柔比星、长春瑞滨、KU363 和 17AAg 在 H358 细胞中的细胞毒性变化

　　提高肝毒性预测功效

　　增殖

　　间充质干细胞的生长速度和附着增加

　　增加人骨肉瘤细胞的细胞生长和代谢率

　　肿瘤上皮细胞 (TEC) 和人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 的增殖增加

　　不改变 SH-SY5Y 人神经母细胞瘤细胞在胶原蛋白结构上的增殖

　　大鼠胫骨前肌细胞增殖减少

　　Lovo细胞系细胞的增殖减少

　　MCF-7细胞系细胞的增殖减少

　　不影响PC-3细胞系细胞的增殖

　　原代人脐带血单核细胞的祖细胞数量增加

　　在大鼠海马神经元和星形胶质细胞钙和营养剥夺条件下支持细胞生长

　　绵羊骨髓基质细胞增殖减少

　　降低人乳腺癌 (MCF-7) 细胞的增殖率

　　大鼠嗅鞘细胞增殖率增加

　　曲妥珠单抗（赫赛汀）增强对人表皮生长因子受体（HER2）过度表达癌细胞增殖的抑制作用

　　气道平滑肌细胞的基础增殖减少

　　依赖于细胞整合素参与和上皮性卵巢癌细胞蛋白水解重塑能力

　　人胶质母细胞瘤细胞的指数细胞增殖趋势

　　HAC 的高接种密度对于软骨结构的生成至关重要

　　增加 3D 纤维基质上的 CHO 和成纤维细胞数量