人类肌结的工程化体外模型
Mitchell Josvai1, Erzsebet Polyak2, Meghana Kalluri1
1Department of Biomedical Engineering, University of Wisconsin-Madison, Engineering Centers Building, 2126, 1550 Engineering Dr, Madison WI 53706, USA; Wisconsin Institute for Discovery, University of Wisconsin-Madison, 330 N Orchard St, Madison, WI 53715, USA.
Acta biomaterialia
|April 11, 2024
概括
这项研究使用人类细胞开发了一种新的肌结 (MTJ) 试管模型. 该模型成功地复制了MTJ的结构和功能,使力传递研究成为可能.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 细胞生物学 细胞生物学
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 肌关节 (MTJ) 对于肌肉和肌之间的力传递至关重要,但容易受伤.
- 现有的体外模型缺乏本地MTJ的结构和机械忠实性.
- 需要准确的模型来研究MTJ发育,损伤和疾病.
研究的目的:
- 开发一个新的2D体外模型的人类肌结 (MTJ).
- 为了研究肌细胞 - 肌细胞相互作用和机械合的形成.
- 为研究MTJ发育,损伤和病理学创建一个平台.
主要方法:
- 人类胚胎干细胞衍生的肌细胞和初级肌细胞的共同培养,使用微型ECM和2井室.
- 空间限制培养以指导细胞组织和结节形成.
- 免疫细胞化学评估MTJ标记物表达和细胞对齐.
- 机械刺激和应变分析以评估力转导.
主要成果:
- 工程MTJ连接显示了肌细胞-肌细胞间的数字化和增强的细胞组织.
- 观察到关键MTJ标记物的差异表达.
- 电刺激的肌细胞表现出收缩性应变,传递给被动的肌细胞,模仿本地MTJ力转导.
- 没有图案的细胞显示组织和协调受损.
结论:
- 开发的平台成功地模拟了人类MTJ形成和机械合.
- 这种体外系统复制了在肌细胞-肌细胞界面上的本地MTJ力转导.
- 该模型为研究人类MTJ生物学,损伤和治疗策略提供了有价值的工具.


