世界上有9000多种海绵(孔虫门)，它们是新型天然产品的来源。它们含有很有希望的化学物质，可能在抗击癌症、新冠病毒和耐抗生素葡萄球菌方面有用。这些化学物质与分子相互作用，这些分子在进化史上一直是保守的，并参与人类的疾病过程，例如，细胞周期，免疫和炎症反应，钙和钠调节。

不幸的是，许多与药物相关的海绵仅在源海绵中发现微量，而采集足够的野生海绵生物量来供应临床药物开发和制造所需的数量在经济上和生态上都是不可行的。

佛罗里达大西洋大学海港分校海洋研究所的研究人员提出了一个可行的解决方案。此前，他们利用优化的营养培养基培育出了海洋无脊椎动物(海绵)细胞，并实现了快速分裂，这在海洋生物技术方面取得了突破性的发现。在这一发现之前，海洋无脊椎动物细胞系并不存在。

现在，FAU海港分部的科学家们通过成功地培养3D海绵细胞，将这项前沿研究推向了一个新的水平。细胞在二维培养中表现出不同的生物学和生理特性，而细胞间的相互作用和功能在这些特性中起关键作用，在二维培养中受到限制。新的3D方法更好地代表了海绵细胞在自然界中的功能，并将有助于扩大海绵生物量和生物活性代谢物的生产。

在加勒比海发现的海洋海绵Geodia neptuni被选为本研究的对象，以演示3D培养方法的概念证明。研究人员评估了在三种3D基质中培养的海绵细胞:纤维盘、薄水凝胶层和凝胶微滴，目的是应用其中一种或多种方法来扩大生产。

发表在《海洋药物》(Marine Drugs)杂志上的研究结果显示，营养物和海绵产品可以迅速地在3D基质中扩散和扩散，而凝胶微滴可以在旋转瓶中按比例放大;细胞和/或分泌产物可以很容易地恢复。FAU海港分部的科学家们正在实验室继续他们的规模化生产研究。

海绵细胞的体外培养是生产生物质或生物活性代谢物的一个令人兴奋的替代生物选择，由于它们的细胞组织，海绵可以分解成细胞，这些细胞将重新聚集和分化，形成一个功能性海绵。此外，细胞培养可以让我们精确地控制环境变量，选择或优化有利于增加生物量和/或生物活性代谢物产量的条件。

尽管在海洋中养殖全海绵或海绵“外植体”(碎片)对有限数量的物种是成功的，但无法控制极端天气事件和有害藻华等环境条件，使海洋养殖成为不太理想的生物选择。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海洋探测、研究与技术合作研究所前执行主任、现任佛罗里达州立大学海港分校研究教授、资深作者雪莉·庞波尼博士说:“培养海洋海绵细胞有一些独特的挑战，例如，海洋海绵需要高盐度，这可能会阻止我们植入细胞的水凝胶正常凝固。此外，许多水凝胶需要在高温下固化，这对海绵细胞是致命的。”

多年来，FAU海港分部的科学家们一直在收集不同寻常的海洋生物，其中许多来自深水栖息地。大多数样本主要来自大西洋沿岸和加勒比地区;其他的则来自加拉帕戈斯群岛、西太平洋、地中海、印度-太平洋、西非和白令海。

Pomponi和她的团队已经建立了一个冷冻保存细胞的生物库，这些细胞来自200多个海绵个体，代表了50多个物种，26科，15目，以及浅水和深水海绵的两个纲。这是第一个海洋无脊椎动物细胞生物库。它将被用于支持正在进行的海绵衍生药物开发的研究，以及栖息地恢复和其他生物技术应用。

Pomponi说:“我们正在进行研究，扩大这些3D方法的规模，以增加它们在生产海绵衍生的化学品时的实用性，这些化学品对人类健康具有应用价值。”