使用支气管脱细胞化的支架开发一种生物灵感的呼吸道上皮模型:适用于肺部临床前研究的适用性
Artur Christian Garcia da Silva1, Izadora Caroline Furtado de Mendonça1, Sérgio de Morais Carvalho-Filho1
1Laboratory of Education and Research in In vitro Toxicology, Faculty of Pharmacy, Universidade Federal de Goiás, Brazil.
Tissue & cell
|May 7, 2025
概括
研究人员从食物垃圾中开发了一种低成本的3D支气管支架,成功地重建了人类呼吸道模型,用于毒素暴露研究. 这种生物相关的支架支持长期的细胞培养,推动了体外呼吸研究.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 再生医学是一种再生医学.
- 在体外毒理学中
背景情况:
- 开发与生理相关的3D气道模型对于取代吸入毒理学中的动物试验至关重要.
- 在复制复杂的细胞外矩阵 (ECM) 微环境,包括地形和组成方面,仍然存在挑战.
- 现有的方法,如3D生物打印和商业生物模板,在完全重建本地ECM方面存在局限性.
研究的目的:
- 为了获得和描述一个低成本的脱细胞化支气管支架从猪的废物为3D人类气道模型重建.
- 评估脚手架是否适合长期培养人类支气管上皮细胞.
- 评估这些重建模型在临床前呼吸系统研究中的潜力.
主要方法:
- 猪支气管组织碎片被使用表面活性剂溶液,透梯度和核酶处理来脱细胞化.
- 在脱细胞化后分析了支架的完整性和组成 (原,糖氨酸甘油,基底膜).
- 卡卢-3上皮细胞在脱细胞化ECM (dECM) 上播种,并在空气-液体接口 (ALI) 培养7天和14天.
主要成果:
- 脱细胞化方法有效地去除细胞,同时保留关键的ECM组件.
- 卡卢-3细胞成功生长并集成到支气管dECM中.
- 在ALI培养过程中,细胞表现出正常的生长模式,并表达了关键的上皮标记物 (泛细胞卡拉丁,MUC1,E-cadherin).
结论:
- 从食品工业的副产品中成功开发了一种具有成本效益和生物相关性的脱细胞化支气管支架.
- 该dECM脚手架支持功能3D人类气道模型的重建.
- 这些新型的气道模型显示出有前途的 in vitro 吸入毒理学和临床前呼吸道研究的进步.
