亮点:一项名为“骨在盘中”的新技术已经开发出来

        它由人工工程矿化结构与嵌入式干细胞组成

        这项新技术促进了癌症和骨再生领域的研究

        美国俄勒冈健康与科学大学(OHSU)的一项新研究报告称，“骨碟”是一项新技术，为研究癌症的发生、癌症转移和骨愈合开辟了新途径。

        OHSU的研究小组已经开发出一种新的材料，可以精确地模仿骨组织的结构和功能，从它的微观晶体结构到它的生物活性。这种新材料具有3D晶体结构，与骨骼结构非常相似，由骨细胞、内皮细胞和神经细胞组成，这些细胞能够自组织成骨骼组织的功能成分。

         This new 'bone in a dish' technology is used to close study various diseaseprocesses, including the initiation and progress of bone cancer, as well for developing therapies for bone injury.  This new 'bone in a dish' technology is used to close study…

        “值得注意的是，我们这个领域的研究人员已经习惯于在蛋白质混合物中培养细胞，以近似细胞在体内的生活方式。但这是第一次有人能够将细胞嵌入矿物质中，而矿物质正是骨骼组织的特征。”

        该研究发表在《Nature Communications》上，《》是自然出版集团的期刊。

        本研究由美国俄勒冈州波特兰市俄勒冈健康与科学大学副教授Luiz E. Bertassoni博士领导。他在奈特癌症研究所(Knight Cancer institute)牙科修复系、OHSU再生医学中心、生物医学工程系和癌症早期检测高级研究中心(CEDAR)担任联合研究员。

        其他团队成员包括Greeshma Thrivikraman Nair博士，他是ohsu牙科学院的博士后，以及Avathamsa Athirasala博士，她是Bertassoni实验室的博士生。

“盘子里的骨头”是如何构造的?

        这一新技术类似于将骨头放在盘子里，只需要72小时就可以准备好并投入使用。它是由人类干细胞和胶原蛋白溶液混合而成的。胶原蛋白是一种常见的蛋白质，富含胶原蛋白，是骨组织基质的重要成分。胶原蛋白连接在一起，形成凝胶，由网状网络组成，干细胞嵌入其中。然后将这种含有嵌入干细胞的凝胶暴露在含有溶解钙和磷酸盐的溶液中，这两种矿物质是骨骼中必不可少的矿物质。

        这种混合物的另一个基本成分是骨桥蛋白，它是一种富含唾液酸的磷酸化非胶原蛋白，存在于骨基质中。骨桥蛋白通过与钙和磷酸盐分子结合减缓晶体形成过程。这种结合也减少了这些矿物质引起的细胞毒性。整个混合物通过海绵状胶原基质渗透，矿物质逐渐形成有序的晶体层，就像真正的骨头一样。

        Bertassoni说:“我们可以在纳米尺度上重现骨削的结构。”<"我们的模型经历了与骨骼相同的生物物理形成过程。< p="">

“盘子里的骨头”技术是如何被用来研究疾病模型的?

        嵌入矿化胶原基质的干细胞发育成功能齐全的骨细胞、成骨细胞和骨细胞，不需要任何额外的营养组织因子。随后，这些细胞发展了与邻近细胞连接和通信的能力。因此，人工工程骨样结构提供了一个与实际骨相似的微环境，是干细胞生长和分化成骨细胞的理想环境。这种微环境还允许神经细胞和内皮细胞在矿化结构中生长和发展相互连接的网络。

        将矿化结构植入小鼠皮下，在适当的时候，血管从嵌入的干细胞中发育出来，这些干细胞与小鼠的自然血液系统相连接。当将前列腺癌细胞注射到矿化骨植入物内时，观察到肿瘤的生长速度是没有矿化骨植入物的对照组的三倍。

“盘子里的骨头”技术的潜在应用是什么?

        新技术的主要应用将是在疾病建模领域。例如，这项技术将是深入研究骨功能、骨再生以及癌症起始、生长和转移等各个方面的理想技术。事实上，这项新技术有潜力改变再生医学领域，因为它取代了自体骨移植的需要。

        研究小组正计划设计一种新型的含有骨髓细胞的矿化人工骨，以研究白血病的发生、发展和转移等各个方面。此外，他们正在动物模型中测试人造工程骨作为受损骨的替代品。

        来源：Medindia

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