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NC3RS:国家替代和减少动物的替代和减少中心
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在体外建模骨形成和成熟

2018年1月29日
使用扫描的电子显微镜成像的构建体表面的细胞

伯明翰大学和牛津大学的研究人员由NC3RS资助,已经开发了一种新的骨组织自我结构模型体外可以用来用于研究骨形成和成熟(骨化)的实验。

该模型在出版物中描述高级生物系统

研究了骨化过程,以了解正常的骨骼发育和修复以及骨骼疾病。当前的骨化动物模型通常涉及使用容易发生病理矿化的遗传改变的小鼠。根据实验,可能必须引入骨折。骨代谢的差异和物种之间的骨形成量可能意味着小鼠模型通常提供有限的人类骨化近似。此外,方案和诱导药物的差异(例如成骨因子或不同水平的创伤)意味着从动物模型获得的结果可能是不一致或难以比较的。

体外生长的骨模型

重现骨组织体外迄今为止,由于其解剖学复杂性及其对局部刺激的持续重塑,一直具有挑战性。另外,成熟的骨细胞,骨细胞很难区分体外尽管最近在3D中培养骨细胞方面取得了成功,但它们缺乏复杂的密切概括体内需要条件。由伯明翰大学的利亚姆·格罗弗(Liam Grover)教授和亚历山德拉·艾奥尔达切斯库(Alexandra Iordachescu)博士开发的新模型,牛津大学的菲利帕·赫利(Philippa Hulley)博士和同事们首次模拟了真正的骨骼的建筑。

该团队将大鼠股骨成骨细胞播种成纤维蛋白凝胶。通过在提供拉伸力的培养环境中,这是磷酸钙和成骨因子的连续来源,这些细胞沉积了有序的基质,该基质在其化学和结构方面与成熟的骨骼非常相似。重要的是,与骨细胞相分化的细胞通过Canaliculi连接,并保持一年的培养物。这种真实的组织长度时间尺度意味着骨骼构建体可与团队的一系列研究和初步实验相提并论,表明它们可用于筛选可能影响骨化过程的新型化合物。使用人类原代成骨细胞进行的其他工作也表明该模型可以进行调整。

随着时间的流逝,矿化的开发通过断层扫描可视化

随着时间的流逝,矿化的开发通过断层扫描可视化。(iordachescu等。2017)

参考

  1. Iordachescu A,Amin HD,Rankin SM,Williams RL,Yapp C,Bannerman A,Pacreanu A,Addison O,Hulley PA,Grover LM(2017)。一个体外开发含有骨细胞网络的成熟骨骼的模型。高级生物系统卷。1,第12期。doi:10.1002/adbi.201700156

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