类器官皮肤培养与器官芯片模型研究进展2026-08-27 08:52:47
类器官既可以在悬浮液中培养,也能够包埋在ECM中。其形成依赖于由类器官起始细胞原代细胞、组织干细胞或多能干细胞启动的形态发生过程,在某些情形下,还依赖于可让细胞重塑的特定ECM,而这一特性在部分组织工程器官中并不存在。这些3D细胞系统有望提供近乎生理状态的模型,用于研究人类衰老。自1981年,研究人员便开始运用器官型模型来探究皮肤生物学。器官型皮肤培养物通常也被称作人体皮肤等效物或全层皮肤模型,一般具备真皮层以及分层适宜的表皮层。OSC能够用于深入的衰老研究,且不存在人体试验的风险,也无需使用昂贵的动物模型。且具备长期培养稳定性,适合开展慢性研究。最常见的情况是,OSC包含真皮成纤维细胞和角质形成细胞,并在气液界面进行培养,以促进表皮分化和分层。Diekmann等采用丝裂霉素-C进行处理,诱导人真皮成纤维细胞和角质形成细胞衰老,随后将这些细胞掺入OSC中。相较于处于有丝分裂状态的OSC,该衰老模型呈现出与体内老化皮肤类似的变化,具体表现为角质层分化表皮的最外层更为紧凑、真皮成纤维细胞数量减少、弹性蛋白表达下降等。3D细胞培养方法可以更好的模拟体内组织和器官中的细胞相互作用,但是也具有一定的缺点,例如水凝胶技术系统导致营养物质扩散。
类器官模型的生成速度相对较慢,而且与2D细胞培养相比,目前尚不存在可靠且可重复的方法来对类器官进行规模化培养,因为目前的培养流程很复杂并且会产生可变的结果。实现更高的可重复性和标准化至关重要。因此,亟待开发新技术,以加快3D生产以及后续疾病建模的发展进程。微生理系统,也称为器官芯片,是一项尖端技术,通过利用微芯片或微流体设备来模拟人体细胞、组织或器官的功能和病理。这些模型可用于更好地了解复杂的生物系统和疾病机制,以及测试药物疗效和毒性。因此,MPS为更好地了解人类疾病和生理学提供了潜力。迄今为止,衰老研究中已采用各种模型系统,包括传统细胞培养和3D类器官系统等。然而,这些模型系统背负着重大的约束。
出自《细胞水平体外衰老模型的构建策略与研究进展》作者刘建玲,李双,李京。
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