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人造骨髓组织的工程

在骨髓中每天形成数十亿个血细胞。这种持续供应由位于骨髓内特殊生态位的血液干细胞确保。这些干细胞可以繁殖并成熟为红细胞和白细胞,然后离开骨髓进入血液。

几年来,研究人员一直试图在实验室中复制天然骨髓,以便更好地了解血液形成的机制并开发新的疗法 - 例如治疗白血病。

然而,事实证明这是非常困难的,因为 - 在传统的体外模型中 - 血液干细胞失去了繁殖和分化成不同类型血细胞的能力。一种新的人造骨髓

现在,研究人员设计了一种人工骨髓生态位,其中干细胞和祖细胞能够繁殖数日。巴塞尔大学和巴塞尔大学医院生物医学系的Ivan Martin教授和苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系的Timm Schroeder教授的研究人员报告了这些研究结果。

研究人员开发出一种人造组织,模仿天然骨髓壁龛的一些复杂的生物学特性。为此,他们将人间充质基质细胞与由陶瓷材料制成的多孔骨状3D支架结合在一起,称为灌注生物反应器,用于组合生物和合成材料。

这产生了覆盖有嵌入血细胞的基质细胞外基质的结构。在这方面,人造组织具有与天然骨髓壁龛非常相似的分子结构,产生了可以在很大程度上维持造血干细胞和祖细胞功能的环境。

用于个性化研究的工具新技术还可用于生产具有特定分子特性并允许选择性掺入或去除单个蛋白质的定制骨髓壁龛。这开辟了一系列可能性,从研究影响人体血液形成的因素到药物筛选,以预测个体患者对某种治疗的反应。

“我们可以使用患者的骨骼和骨髓细胞来创建血液疾病的体外模型,例如白血病。重要的是,我们可以在一个完全由人体细胞组成的环境中实现这一目标,并且包含针对特定个体的条件,“Ivan Martin和Timm Schroeder解释道。

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