“一盘骨”癌症打开新窗口启动,转移,骨愈合
俄勒冈州的研究人员设计了一个材料复制人体骨组织的精度达到了前所未有的水平,从其微观晶体结构对其生物活性。他们用它来探索基本的疾病过程,如在骨转移性肿瘤的起源,和作为治疗骨损伤。
”本质上是一个小型骨在培养皿中我们可以生产72个小时或更少的问题,”说,生物医学工程师路易斯Bertassoni D.D.S.博士,也是OHSU牙科学院的助理教授和雪松,癌症早期检测也是OHSU骑士癌症研究所高级研究中心。
像真骨,该材料具有3 d矿物结构填充骨细胞、神经细胞内皮细胞自组织在运作血管。
”的观念,我们领域的研究人员已经习惯培养细胞内蛋白质混合物近似在体内细胞的生活方式。但是这是第一次有人能够将细胞嵌入矿物质,这就是特征骨组织,”Bertassoni说。
这就是使新材料承诺作为模型来研究骨功能,疾病,和骨再生。“有了这个模型系统,你就可以开始询问骨细胞吸引不同类型的癌症,癌细胞如何进入骨头,骨头如何参与骨髓功能的规定,“Bertassoni说。
“这甚至可以解剖相关的机制导致白血病等疾病。”Bertassoni published the results in the journal自然通讯博士和博士后研究员Greeshma Nair博士生Avathamsa Athirasala, M.Sc.Eng。和其他合作者。
”能够在实验室工程师真正的骨突组织也可以转化为再生医学”Bertassoni说,“由于当前治疗大骨折需要切除病人的健康的骨骼,这样就可以将植入现场受伤的。”
人类干细胞的食谱从混合溶液含有胶原蛋白,蛋白质丰富的矩阵骨组织。胶原蛋白连接在一起,形成的凝胶嵌入式干细胞。研究人员然后淹没凝胶溶解钙和磷酸的混合物,骨骼的矿物质。添加另一个关键因素,蛋白骨桥蛋白来源于牛奶,防止矿物质形成晶体过快。钙和磷酸盐添加剂,寻求帮助,也最大限度地减少矿物质的细胞毒性。
混合扩散通过网络渠道的宽度spongey胶原蛋白DNA链,和晶体的溶解矿物质沉淀成有序的层。
“我们可以复制的架构骨到纳米尺度,“Bertassoni说。“我们的模型经过相同的生物物理过程形成的骨。”
在这种钙化环境下,干细胞发育成正常骨细胞,成骨细胞和骨细胞,而不添加任何其他分子,如果他们知道他们被嵌入在一个实际的骨基质。几天之内,不断增长的细胞通过空间挤压细长突起与邻近细胞矿化环境连接和沟通。骨突工程结构创建一个微环境,能充分提示干细胞是时候成熟骨细胞。
“自然做它的工作,它的美丽,“Bertassoni说。“那么,我们走得更远,决定尝试用骨血管和神经支配。”
神经细胞添加到混合矿化后形成的互联网络,坚持。内皮细胞,同样,形成矿化后的管道网络仍然打开。
测试材料的实用性作为疾病模型,研究人员植入他们的工程实验室老鼠的皮肤下骨头。几天后,实验室血管与血管的老鼠尸体。当研究者们注射前列腺癌症细胞附近,他们发现肿瘤生长高出三倍的老鼠被矿化骨结构比non-mineralized控制。
现在的团队是骨髓工程版本细胞成长在一个周围的人工骨作为模型来研究的起始和发展血液癌症,包括各种形式的白血病。同时,他们已经测试了工程骨突材料代替受伤的骨在动物模型与积极的结果,他们希望在不久的将来。
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