【Biorbyt文献】新型造血干细胞扩增支架-碳酸磷灰石蜂窝状支架

246 人阅读发布时间：2024-08-12 15:04

造血干细胞（SC）移植被用于治疗那些仅通过常规化疗和免疫抑制疗法难以治愈的血液疾病，如白血病、再生障碍性贫血和免疫缺陷疾病等。HSC移植大致分为自体移植和异体移植。尽管自体移植和异体移植均可诱导持久缓解，但在某些情况下，会选择异体移植以促进移植物抗白血病效应。异体移植可分为骨髓（BM）移植、外周血（PB）干细胞移植和脐带血（UCB）移植。遗憾的是，非欧洲血统的患者在接受异体移植方面可能会面临挑战。这是因为异体移植严格规定供体和受体之间的人类白细胞抗原（HLA）必须高度匹配，这可能会限制合适的供体数量。相比之下，UCB移植的适用性更高，因为它对HLA的匹配度要求不如其他造血干细胞来源严格。然而，UCB中表达 CD34（造血干细胞标记物）的细胞百分比仅为0.02–1.43%，这会导致植入延迟和造血重建延迟、非复发死亡率增加以及移植物失败和感染的风险增加。

为解决这些问题，研究人员尝试使用支架在体外或离体扩增造血干细胞（HSC），这些支架被设计成模仿骨髓微环境中HSC的生态位。Schofield在1978年提出骨髓造血干细胞HSCs生态位（niche）的概念，生态位由血管、神经和多种细胞组成，主要是间充质干细胞（MSCs）和内皮细胞（ECs），这些细胞构成维持干细胞的微环境。由多种细胞组成的骨髓微环境作为HSCs存活和发挥功能的生态位。然而，以往的支架仅模仿了骨髓生态位的一小部分。据报道，不同类型的HSC可能由多种细胞类型形成的不同生态位支持。以往的研究仅侧重于控制支架的硬度和拓扑结构，以及将支架与功能性肽、生长因子或基质蛋白等生物分子结合。因此，以往大多数支架的特性与实际的生态位存在显著差异。

日本Koichiro Hayashi团队发明了一种由碳酸磷灰石组成的蜂窝状支架，碳酸磷灰石是骨矿物质的类似物。该支架具有单轴、连续的孔隙和通道，并沿着通道壁形成骨骼。蜂窝状支架被认为是创建骨髓和骨骼一体化组织的极具前景的体内生物反应器（IVB）。

今天，和大家分享一篇引用 biorbyt 产品的文献，在国际知名期刊Small Structures（IF=15.9）上发表的文章，关于“碳酸磷灰石蜂窝状支架恢复造血功能和储存造血干细胞能力”的研究。

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文献赏析

文章名称：

Hematopoietic Function Restoration by Transplanting Bone Marrow Niches In Vivo Engineered Using Carbonate Apatite Honeycomb Bioreactors

文章作者：

Koichiro Hayashi, Ryo Kishida, Akira Tsuchiya, Kunio Ishikawa

文章链接：

详询

文章摘要：

造血干细胞（HSC）移植用于治疗血液和免疫缺陷疾病。必须开发HSC扩增技术以防止并发症并确保可靠的治疗效果。因此，尽管已有数项研究尝试使用支架进行HSC的体外扩增，但未能模拟HSC环境的多样性和复杂性。

本文中，通过体内工程化使用碳酸磷灰石蜂窝状支架，创建了人工HSC微环境——骨髓（BM）生态位，并研究了这些支架在恢复丧失的造血功能和免疫力方面的潜力。在每个蜂窝通道中均生成BM生态位，其中HSC逐渐聚集。与实际的BM相比，支架在8周和12周时分别使储存的CD45- CD34+侧散射低细胞（主要被认为是HSC）的数量增加了9.9倍和78倍。将含有HSC和BM生态位的蜂窝支架移植到免疫功能低下的小鼠体内，可增加外周血嵌合性，并恢复造血功能和免疫细胞（单核细胞和淋巴细胞）的数量至正常水平。本研究为开发有效的HSC移植技术做出了贡献。此外，使用蜂窝支架进行体内工程化集成的组织可用于阐明BM生态位与驻留细胞之间的相互作用。

使用产品及产品链接：

1，CD45 antibody (FITC) （orb3209，biorbyt）

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