暴露于旋墙容器生物反应器的人类红细胞的结构和分子变化
Paul Steinwerth1, Jessica Bertrand2,3, Viviann Sandt1
1Department of Microgravity and Translational Regenerative Medicine, University Clinic for Plastic, Aesthetic and Hand Surgery, Otto von Guericke University, 39106 Magdeburg, Germany.
Biomolecules
|January 23, 2024
概括
在旋转壁容器生物反应器中模拟微重力,成功地使用原始人体软骨细胞和永生细胞系设计了无脚手架的3D软骨状组织. 这种方法对骨关节炎再生策略有前途.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 组织工程是组织工程.
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 骨关节炎 (OA) 的患病率在全球翻了一番,由于关节软骨损失,导致疼痛和关节功能障碍.
- 软骨的无血管性质阻止了自然再生,需要早期干预和先进的治疗策略.
- 组织工程为再生软骨病变提供了有希望的方法.
研究的目的:
- 在模拟的微重力条件下研究无脚手架的3D软骨组织形成.
- 为了利用NASA开发的旋转壁容器 (RWV) 生物反应器用于软骨组织工程.
- 分析工程软骨中的组织形态,细胞亡和基因/蛋白质表达.
主要方法:
- 在RWV生物反应器中培养出人类原发性冠状细胞和永生C28/I2细胞,长达14天.
- 通过组织学染色评估组织形态.
- 使用TUNEL测定和通过免疫组织化学和qPCR进行软骨特异性基因/蛋白质表达的评估亡.
主要成果:
- 到第3天,在两种细胞类型中观察到球形形成,在14天后,C28/I2细胞形成更大的结构 (高达5毫米).
- C28/I2细胞结构表现出特有的软骨形态,对I,II和X类型的原蛋白进行了阳性染色.
- 初级状细胞培养显示出显著的差异性基因表达变化,与C28/I2细胞不同,表明细胞对RWV条件的反应不同.
结论:
- 在RWV生物反应器中模拟的微重力有效地设计了密集的3D软骨状组织,没有脚手架.
- 在这些条件下,主要的关节性肌细胞和C28/I2细胞系都可以形成新软骨.
- 这种无支架的方法对未来的骨关节炎再生疗法有潜力.
