与静态条件相比,3D培养 perfusion 生物反应器模型中的骨质母细胞的蛋白质组

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 组织工程是组织工程.
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 骨疾病对全球健康构成重大挑战.
• 目前用于骨科研究的动物模型存在局限性,包括物种间的变异和道德问题.
• 需要更复杂和相关的体外3D骨模型.

研究的目的:

• 使用U-CUP perfusion生物反应器开发和描述一个简化的体外三维骨样模型.
• 为了在 perfusion 生物反应器内与静态条件下比较 3D 培养中的骨质分化和蛋白质组概况.
• 评估生物反应器系统在骨组织工程应用中的潜力.

主要方法:

• 在U-CUP perfusion生物反应器和静态对照中,在原体支架上培养了一个永久化的人类胎儿骨质细胞系,持续了21天.
• 使用PrestoBlueTM试验评估了新陈代谢活动.
• 用扫描电子显微镜和蛋白质学分析了形态和蛋白质学差异.
• 对差异表达蛋白进行了途径丰富分析.

主要成果:

• 与静态培养相比, perfusion 生物反应器培养导致细胞形态变化.
• 蛋白质组分析确定了3494种蛋白质,在静态培养中,有105种蛋白质的显著上调和86种蛋白质的下调.
• 丰富分析显示了诸如上皮层-介质酶过渡,通过NF-kB传递TNF-alpha信号以及KRAS途径等途径的显著参与.
• 与静态培养相比,在21日的生物反应器中观察到增强的骨质分化.

结论:

• 该U-CUP perfusion生物反应器系统有效地支持和增强3D骨样培养中的骨质分化.
• 这种体外模型为研究骨生物学和开发治疗策略提供了一个有价值的平台.
• 生物反应器系统为骨疾病研究提供了传统动物模型的有希望的替代方案.