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三维类器官平台模拟骨髓造血环境研究2026-09-24 08:56:23

依托柔性聚合物搭建的微流控装置,能够塑造出可用于3D培养的空心微通道。在此平台上,以胶原凝胶作为基质,借助精准操控微通道里的灌注流动情况,还能够进一步调节培养体系的物理构造和细胞学特性,例如基质的坚硬程度、细胞的类别以及比例等。微流控3D芯片能够将多种类器官整合起来,涵盖肝脏、心脏和肾脏等,这样就能够开展器官间相互关系的研究。类器官芯片平台呈现出对显微镜以及传感器集成的优良兼容性,能够达成对类器官生长状况、代谢动态以及药物反应的实时监控。此外,该平台能够支持在单个芯片上同时培养多个类器官,适用于诸如药物筛选、毒性评估等的高通量分析,进而大幅提高实验数据的可重复性与可信度。

在人体结构组织中,骨髓微环境与造血细胞及非造血细胞亚群的分化和功能维持密切相关。人们投入了相当大的精力对其建模。Schell团队搭建了一种具有创新性的人工骨髓3D微环境模型,以体外扩增的人类原发性间质细胞系取代了小鼠间质细胞系MS5-hDLL1。当特定的细胞因子组合存在时,可将类器官组装成球状,这种自组织模型无需外部支撑,如水凝胶基质或者胶原蛋白基质等物质。此研究可用于在体外模拟间充质干细胞和造血干/祖细胞在血细胞形成过程中的动态沟通,并且研发调节BME的新方法,以此增强免疫监测并抑制肿瘤的进展。
 
该研究确认,这种类器官能够高度模拟体内有功能的造血过程,具体表现为支持造血祖细胞朝着成熟的髓系细胞和淋巴细胞定向分化。为了模拟人类造血以及BME,Reagan团队制作了以纤维蛋白原和人类重组凝血酶为原料、浓度达到4mg/mL的纤维蛋白水凝胶;同时,将Matrigel以1:3的比例在磷酸盐缓冲液中稀释制备完成后。将上述这两种水凝胶与细胞混合进行共培养,所用到的细胞涵盖了间充质干细胞、人脐静脉内皮细胞、多发性骨髓瘤1S细胞或者它们不同的组合形式。
 
出自《类器官在血液肿瘤疾病中的应用进展》作者夏宇博,刘梦雪,王琰。