基于微流体芯片的共同培养系统用于在骨关节炎研究中模拟人类关节炎症
Hosein Mirazi1, Scott T Wood1,2,3
1Department of Nanoscience and Biomedical Engineering, South Dakota School of Mines and Technology, Rapid City, SD, United States.
Frontiers in pharmacology
|April 24, 2025
概括
这项研究引入了多种人类细胞类型的微流体关节模型. 该模型成功地总结了健康和骨关节炎的情况,为疾病研究和药物测试提供了一个新的工具.
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
- 类风湿病学 类风湿病学
背景情况:
- 骨关节炎 (OA) 涉及关节多种细胞类型之间的复杂相互作用.
- 当前的体外模型往往无法捕捉到这种多组织复杂性,从而限制了它们的翻译价值.
- 了解这些相互作用对于开发有效的OA疗法至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的微流体共同培养系统,用于回顾人类关节微环境.
- 使用这个系统建立健康和炎症 (OA类) 关节模型.
- 在微流体模型中评估细胞的活力,细胞毒性和代谢活性.
主要方法:
- 在微流体装置中共同培养人类骨质母细胞,软质母细胞,纤维母细胞和巨细胞 (M0和M1表型).
- 使用干扰素- (IFN-γ) 和脂多糖胺诱导M1巨细胞表型以模拟炎症.
- 评估细胞活力 (NucBlueTM/NucGreenTM),细胞毒性 (LDH试验) 和代谢活性 (PrestoBlueTM试验).
主要成果:
- 微流体系统在24小时内保持了健康和患病模型的高初始细胞活力 (>83%).
- 在共同培养模型中没有观察到显著的细胞毒性,表明细胞膜完整性得到保护.
- 与标准单层培养相比,微流体共同培养中的细胞代谢活性显著提高 (5.3-5.9倍).
结论:
- 开发的微流体共同培养系统有效地回顾了人类关节的多组织复杂性.
- 这种模型可以作为研究诸如骨关节炎之类的类风湿性疾病病理生理学的有前途的平台.
- 该系统有可能用于对关节疾病的新型治疗剂的临床前测试.
