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局部湍流促进巨噬细胞迁移抑制因子2023-10-13 08:42:18

MKs的成熟、前血小板的延伸和血小板的释放数量都依赖于微环境。大部分研究中,体外血小板所使用的静态条件仅重现了微环境的生物化学条件,而缺乏生物物理学特性,血液流动引起的剪切力可能会将血小板从前血小板上拉扯下来。因此,工业化生产血小板,物理模拟体内环境的生物反应器是关键,它可以很好的监测和控制培养条件(如pH、温度、dO2、dCO2、搅拌等),以及营养物质的均匀分布,具有更高的可扩增能力、更优的可扩展性。

基于这些优点,各研究团队开发了生物反应器。Thon等开发了1种微流控血小板生物反应器,通过将人脐静脉内皮细胞(和细胞外基质成分装载到芯片上来模拟骨髓环境。Blin等设计了1个由多个血管性血友病因子涂层微柱组成的生物反应器,这些微柱充当MKs的锚,以促进MKs有效地受到剪切力作用。然而,由于所有反应器都是用微流控系统模拟体内微环境,这些设计假定剪切力完全来自层流,在血小板的有效生成和工业化生产方面并不是很成功。2018年,Ito等开发了1种基于湍流的新的生物反应器,可以在8升反应器中生成超过1011的血小板。MKs周围的局部湍流可以促进巨噬细胞迁移抑制因子、胰岛素生长因子结合蛋白2和苯乙肼裂解酶这3个新因子在MKs中的表达,显著提高了血小板生成效率。同一年,有研究团队使用微载体生物反应器来提高MKs的产量,层粘连蛋白包被的微载体可以使iPSC衍生的MKs产量增加10倍,且该体系获得的MKs具有成熟MKs的典型特征,在体内外均能产生血小板。 另外,研究人员对理想剪切速率进行了量化。Martinez等使用计算流体动力学模型显示出细胞在生物反应器中通常经历非均匀剪切速率,他们发现调节剪切应力和流动模式对血小板的产生具有直接而重大的影响。为了产生足够的适应临床使用的血小板,最终的目标是开发1种具有可扩展设计的生物反应器,可以高效生产功能良好的血小板。
 
出自《诱导多能干细胞体外分化血小板技术的研究进展》作者岳伟 顾海慧.