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Bioactive Materials | 上海大学转化医学研究院苏佳灿教授/井莹莹教授/西安红会医院周凤金教授发表重要文章:骨软骨类器官芯片构建策略与应用

首页 » 研究 2023-03-06 转化医学网 赞(27)
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导读
本文讨论当前疾病模型的问题和挑战,提出了BCoC平台概念,阐述基本模块和在单一微流控系统上有机结合的难点,为新型体外模型建立提供参考。

骨软骨相关疾病如骨关节炎是当前临床面临的棘手问题,疾病模型是基础研究的必备要素。体外细胞培养、动物模型和真实人体之间的差异性无法规避,最新的类器官与微流控芯片技术为骨质疏松症和关节炎等骨代谢疾病的基础研究和药物筛查提供了新思路。骨/软骨类器官芯片(BCoC)系统是一种新的多组织平台,能够真实模拟机体的基本元素、生物功能和病理生理反应。本文讨论当前疾病模型的问题和挑战,提出了BCoC平台概念,阐述基本模块和在单一微流控系统上有机结合的难点,为新型体外模型建立提供参考。


2023年1月20日,上海大学转化医学研究院苏佳灿教授研究团队在中科院1区杂志Bioactive Materials(IF: 16.874)上发表了题为“Bone/cartilage organoid on-chip: Construction strategy and application”的综述文章(25 (2023) 29–41)。
结合类器官理念与器官芯片技术,骨类器官芯片在基础研究领域具有以下优势:微环境的精准调控、多细胞结构的高度仿真和样本间的重复一致。苏佳灿教授课题组是国内领先的骨类器官研究团队,创新性提出利用DNA水凝胶为基底材料构建骨类器官,并将其应用于微流控芯片体系,为骨研究的深入提供通用平台。

当前骨类器官芯片研究的瓶颈主要在于生物分子机制与芯片基底材料两大方面,尽管当前尚无成熟的骨类器官芯片问世,但医学、生物学与工程学的进一步发展将在类器官芯片体系中有机整合,最终推动新型体外模型研发(图1)。


图 1 示意图:BCoC构建策略

过去十余年,苏佳灿教授领导团队在骨代谢基础机制与新型生物材料两方面同步推进并取得系列成果(Sci. Adv., Cell Rep. Med., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.等),在此基础上将新机制、新技术与新材料有机结合。骨类器官芯片理念将骨基础机制研究与生物活性材料结合(图2),构建新型基础与临床研究体外模型,该技术的实施与普及将进一步丰富基于患者的个性化骨疾病诊疗手段,在老龄化时代趋势下改善骨退行性疾病患者的预后与生活质量(图3)。


图 2 BCoC基底材料示例


图 3 BCoC在骨退行性疾病研究中的应用
上海大学苏佳灿教授、井莹莹教授与西安红会医院周凤金教授为文章的共同通讯作者,课题组成员胡衍博士后、张浩博士后、王思成博士为文章的并列第一作者。
参考文献:
Bone/cartilage organoid on-chip: Construction strategy and application. Bioactive Materials. 2023. 25: 29-41.

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