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文献分享 | Aggregate:基于软骨类器官生物组装技术的无支架三维软骨再生

更新时间:2024-10-17 16:58:22点击次数:113

软骨组织工程是修复受损组织和重建器官功能的一种有前途的策略,被广泛用于整形和重建手术。大多数人类相关的软骨组织,如耳廓,鼻子,气管,半月板,和关节,需要器官特异性3D形态来提供机械性能和生理结构。传统聚合物支架的酸降解产物(例如,聚乳酸、聚羟基乙酸)严重影响再生软骨的质量,特别是在大型动物模型中。另外,还会诱导免疫炎症。因此,有必要开发一种不依赖于组织工程支架的可移植软骨再生技术。 最近,上海交通大学医学院附属第九人民医院的周广东教授团队在《aggregate  》期刊上发表题目为“Scaffold-free three-dimensional cartilage regeneration based on cartilaginous organoids bioassembly technology”提出了一种新的软骨类器官生物组装(COBA)策略,以实现无支架的3D软骨再生,其显示了批次间的效率,结构整合和功能重建,同时有效避免了由支架引起的免疫反应。


本研究提出的无支架三维软骨再生技术——基于软骨类器官生物组装(cartilaginous organoids bioassembly, COBA)的策略。软骨类器官(cartilaginous organoids, COs)批间制备包括三个自发过程:细胞悬浮、细胞聚集和球状体形成。机制分析表明,细胞黏附蛋白分子在COs形成过程中对细胞聚集和细胞骨架重塑有重要调控作用。同时,高密度细胞聚集体造成低氧微环境通过激活低氧诱导因子(HIF-1α)介导的糖酵解代谢重编程  ,有效地维持了软骨表型,并促进了软骨特异性ECM沉积。此外,通过COBA方法分离的COs可以整合成完整连续的软骨组织,具有良好的机械强度和3D形状保持性。最后,通过微创手术成功地将可注射的自体COs用于抬高山羊的鼻梁,从而证明了COBA技术在实现无支架三维软骨再生方面具有潜力。



小结


作者开发了一种新的COBA策略来实现无支架的3D软骨再生,其表现出批次间效率、结构整合和软骨特异性功能实现。在动物模型中也展示了COBA技术在软骨再生和整形外科手术中的应用潜力,为未来临床应用奠定了基础。但是,要实现临床相关的基于类器官的临床应用,从实验室到床边,还有很多工作要做,例如在山羊模型中进行长期观察和更详细的评估。此外,基于类器官的软骨再生技术在临床上的可移植性需要良好的生产规范,并遵循标准操作程序  进行批量生产。


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