想象一下,用你骨髓中的干细胞在实验室里培育出一块骨组织,然后医生们会探索哪种药物对你的骨骼有预期的效果。这样,就可以为每个人制定量身定制的治疗方案,并事先明确最佳方法。最好的个体化医疗。
现在,埃因霍温理工大学和内梅亨大学医学中心的研究人员已经实现了第一部分:用人类干细胞培育出一块逼真的骨组织。研究人员今天在杂志上报告说,这是第一个类骨器官,是原始器官的简化版本高级功能材料。
连贯的图片
“有了这个,我们第一次展示了早期骨形成的全貌,”来自TU/e的生物工程骨副教授桑德拉霍夫曼说。这一点非常重要:我们的骨骼是如何形成的,在很大程度上仍然是个谜。骨头是一种非常复杂的材料,一方面,无数的细胞和过程相互作用,另一方面,胶原蛋白和矿物质的巧妙基质被建立起来提供强度。人们对各个组成部分了解甚多,但迄今为止还缺乏一个连贯的图景。
三种类型的细胞在骨骼形成中起主要作用:成骨细胞(构建骨组织)、破骨细胞(带走骨骼)和骨细胞(调节骨骼的形成和分解)。“到目前为止,大多数研究都集中在其中一种类型的细胞上,但这并不能很好地代表真正的组织,”霍夫曼说。“我们在这里展示了一块由干细胞发育而成的编织骨(早期骨),它包含两种类型的细胞:成骨细胞和骨细胞。我们现在看到,我们可以只用这两种细胞类型制造出逼真的骨骼。”
从分子戳中获得智慧
Radboudumc大学细胞生物学助理教授Anat Akiva说:“也许更重要的是,我们的系统表现得就像早期的骨骼。”爱博网投领导者“我们展示了这两种类型的细胞都能产生它们功能所需的蛋白质,我们还详细展示了这种基质实际上是我们在真实组织中看到的骨基质。”
根据研究人员的说法,在分子水平上对骨骼形成的简化表示现在是可能的,这提供了前所未有的可能性。Radboudumc大学的Nico Sommerdijk教授解释说:“骨骼由99%的胶原蛋白和矿物质组成,但还有另外1%的蛋白质是成功形成骨骼所必需的。”“那么这些蛋白质的作用是什么?”它们是如何支持骨骼形成的?我们以前从未能够在分子水平上观察这一过程的里程碑。”
有了这个,他们立即有了一个很好的入口来调查遗传骨病的原因,如“脆性骨病”和他们可能的治疗方法。阿基瓦说:“记住,许多疾病的起源是在分子水平上的,治疗也是如此。”“事实上,我们现在在一个可靠的环境中有了一个简单的系统,我们可以在其中摸索,看看骨细胞对我们提供的刺激是如何反应的。”
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