摘要 X 型胶原蛋白是一种由肥大性软骨细胞产生的非纤维胶原蛋白,被认为与生长板软骨的钙化过程有关。然而,小鼠中 Col10a1 基因的纯合缺失对生长板形成或骨骼发育无显著影响。为了研究 X 型胶原蛋白在人类软骨细胞中的作用,我们使用双 sgRNA CRISPR/Cas9 系统建立了具有杂合(COL10A1 + / )或纯合(COL10A1 / )COL10A1 基因缺失的人类诱导多能干细胞 (hiPSC)。建立了几个突变克隆,并通过先前报道的 3D 诱导方法将其分化为肥大性软骨细胞。亲本与突变细胞系在分化过程中无明显差异,均分化为具有肥大性软骨细胞特征的细胞,提示X胶原蛋白对于人软骨细胞体外肥大性分化而言并非必不可少。为探究X胶原蛋白缺乏对体内的影响,将增殖期或肥大前期的软骨细胞颗粒移植到免疫缺陷小鼠体内。增殖期颗粒衍生组织显示软骨细胞呈带状分布,并转变为模拟生长板的骨组织,且骨的比例在 COL10A1 / 组织中趋于较大。肥大前期颗粒衍生组织产生具有软骨内骨化特征的骨小梁结构,亲本与突变体衍生组织之间无明显差异。对处于肥大期的软骨细胞颗粒进行转录组分析显示,与亲本细胞颗粒相比,COL10A1 / 颗粒中增殖期基因表达较低,钙化期基因表达较高。这些体外和体内数据表明,胶原蛋白 X 对于人类 iPSC 衍生软骨细胞的肥大分化和软骨内骨化是可有可无的,尽管它可能促进分化过程。因此,COL10A1 / iPSC 系可用于研究胶原蛋白 X 在软骨细胞分化中的生理作用。© 2023 作者。JBMR Plus 由 Wiley Periodicals LLC 代表美国骨矿研究学会出版。
[1] Ravaioli F,Anstee QM。社论:胶原蛋白作为NAFLD中的预后指标。Aliment Pharmacol Ther 2019; 49:1452–4。https://doi.org/10.1111/apt.15249。 [2] Buzzetti E,A Hall A,Ekstedt M,Manuguerra R,Guerrero Misas M,Covelli C等。 胶原蛋白比例面积是非酒精性脂肪肝病患者长期预后的独立预测指标。 Aliment Pharmacol Ther 2019; 49:1214–22。 https://doi.org/10.1111/apt.15219。 [3] Marasco G,Colecchia A,Colli A,Ravaioli F,Casazza G,Bacchi Reggiani ML等。 肝脏和脾脏刚度在预测切除后肝细胞癌的复发中的作用。 肝病学杂志2019; 70:440-8。 https://doi.org/10.1016/j.jhep.2018.10.022。 [4] Calvaruso V,Di Marco V,Bavetta MG,Cabibi D,Conte E,Bronte F等。 胶原蛋白比例区域对纤维化的定量预测肝炎肝硬化中的肝功能不全。 Aliment Pharmacol Ther 2015; 41:477–86。 https://doi.org/10.1111/apt.13051。 [5] Tsochatzis E,Bruno S,Isgro G,A Hall A,Theocharidou E,Manousou P等。 胶原蛋白比例面积优于其他组织学方法,用于亚分类肝硬化和确定预后。 肝病学杂志2014; 60:948–54。 https://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.12.023。https://doi.org/10.1111/apt.15249。[2] Buzzetti E,A Hall A,Ekstedt M,Manuguerra R,Guerrero Misas M,Covelli C等。胶原蛋白比例面积是非酒精性脂肪肝病患者长期预后的独立预测指标。Aliment Pharmacol Ther 2019; 49:1214–22。https://doi.org/10.1111/apt.15219。[3] Marasco G,Colecchia A,Colli A,Ravaioli F,Casazza G,Bacchi Reggiani ML等。肝脏和脾脏刚度在预测切除后肝细胞癌的复发中的作用。肝病学杂志2019; 70:440-8。https://doi.org/10.1016/j.jhep.2018.10.022。 [4] Calvaruso V,Di Marco V,Bavetta MG,Cabibi D,Conte E,Bronte F等。 胶原蛋白比例区域对纤维化的定量预测肝炎肝硬化中的肝功能不全。 Aliment Pharmacol Ther 2015; 41:477–86。 https://doi.org/10.1111/apt.13051。 [5] Tsochatzis E,Bruno S,Isgro G,A Hall A,Theocharidou E,Manousou P等。 胶原蛋白比例面积优于其他组织学方法,用于亚分类肝硬化和确定预后。 肝病学杂志2014; 60:948–54。 https://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.12.023。https://doi.org/10.1016/j.jhep.2018.10.022。[4] Calvaruso V,Di Marco V,Bavetta MG,Cabibi D,Conte E,Bronte F等。胶原蛋白比例区域对纤维化的定量预测肝炎肝硬化中的肝功能不全。Aliment Pharmacol Ther 2015; 41:477–86。https://doi.org/10.1111/apt.13051。 [5] Tsochatzis E,Bruno S,Isgro G,A Hall A,Theocharidou E,Manousou P等。 胶原蛋白比例面积优于其他组织学方法,用于亚分类肝硬化和确定预后。 肝病学杂志2014; 60:948–54。 https://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.12.023。https://doi.org/10.1111/apt.13051。[5] Tsochatzis E,Bruno S,Isgro G,A Hall A,Theocharidou E,Manousou P等。胶原蛋白比例面积优于其他组织学方法,用于亚分类肝硬化和确定预后。肝病学杂志2014; 60:948–54。https://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.12.023。https://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.12.023。
结缔组织的结构包括软骨,肌腱和韧带以及许多器官,例如皮肤,心脏,肝脏,肾脏,肾脏,肺,血管和骨骼,都取决于胶原蛋白。构成心脏细胞外基质的结构蛋白网络的大部分网络由I型胶原蛋白和III型组成,该胶原蛋白为肌肉细胞提供结构支持,并且对心脏功能至关重要。疾病或患病状态的预后和进展可能会受到胶原蛋白类型的上调或下调,特别是Col I和Col III的显着影响。例如,升高Col I蛋白水平可能会施加增加的心肌刚度,从而损害心肌的舒张压和收缩功能。胶原蛋白I是一种僵硬的纤维蛋白,可提供拉伸强度,而Col III产生了将动能作为弹性反弹的弹性网络。这两种胶原蛋白在自然界中具有不同的物理特性。因此,Col I和Col III的控制以及Col I/Col III比率在许多生物学过程中的潜在相关性是这篇全面评论文章的基础。
肌球蛋白移动真核生物的肌肉,是一种微小的分子运动[1]。它通过消耗三磷酸腺苷(ATP)来产生力并进行机械工作。作为线性电动机,它可以通过活细胞内的细胞骨架的轨道样肌动蛋白丝或微管进行运动。以这种方式,亚细胞结构,以及较大的单位(例如细胞或生物)可以以定向方式移动[1,2]。使用基因工程方法,已经有可能产生向后移动的肌球蛋白纳米运动[3]。X射线结构分析和动力学研究等方法进一步阐明了具有技术兴趣的运动蛋白的有序纳米结构的自我组织。对于分子医学,了解分子线性运动和组织中稳定结构之间的结构关系也很重要。骨骼肌由伸长的纤维细胞和肌纤维沿整个长度平行排列[1]组成。肌原纤维包含纵向肉瘤,其肌动蛋白肌膜的高阶和肌球蛋白蛋白具有收缩。骨骼肌的众所周知的横向条纹是由于肌纤维在肌肉纤维中的平行排列而产生的(图1)。几种肌肉纤维沿相同方向捆绑在一起。这些由细胞外基质的结构蛋白(尤其是胶原蛋白纤维)组织。从胶原蛋白家族的大而异构的群体中,发现大部分是纤维状胶原蛋白。但是这种变化可能具有很大的潜力。由于非中心对称结构,胶原蛋白和肌球蛋白的特异性显微成像是可能的[4,5,6,7,8]。使用聚焦激光辐射的超短脉冲会导致瞬态高功率密度和二阶频率加倍(第二次谐波产生,SHG)[7,8]。通过在近红外范围内使用激发波长,第二个谐波渗透到组织中,肌肉组织可以在三个维度中无损地映射(图2)。SHG极化法可用于区分肌球蛋白和胶原蛋白,并进一步胶原蛋白纤维的方向[7,8,9]。可以通过对向后信号进行评估来获得进一步的对比信息。到目前为止,几乎没有任何方法可以调节SHG生成波长以区分肌球蛋白和胶原蛋白纤维[8,9]。但是,一些矛盾的结果要求通过评估光谱信息进行多模式研究。到目前为止,在生物样品中的第二次谐波中,尚未证明完全kleinman对称性的假设和SHG效率的单调降低。相反,最近的研究表明了一种复杂的行为,更明显地使用向后信号而不是前向信号[8,9]。
都柏林市大学的机械与制造工程学院,都柏林9,爱尔兰B医学工程研究中心(Medeng),都柏林城市大学,都柏林9号,爱尔兰C先进加工技术研究中心,都柏林城市大学,都柏林9号,爱尔兰D组织Distrue Engineerering工程小组,解剖学和恢复医学。 Stephen's Green, Dublin 2, Ireland e Trinity Centre for Biomedical Engineering (TCBE), Trinity Biomedical Sciences Institute, Trinity College Dublin (TCD), Dublin 2, Ireland f Advanced Materials and Bioengineering Research (AMBER) Centre, RCSI & TCD, Ireland g Department of Mechanical, Manufacturing and Biomedical Engineering, School of Engineering, Trinity College爱尔兰的都柏林,h国家脊柱损伤部门,Mater Misericordiae大学医院,都柏林,爱尔兰I IBET,Biologia de Biologia de Biologia实验性ETecnológica,2781-901 Oeiras,葡萄牙J. Instituto j Instituto j Instituto d de tecnologiaquímicaebiológicaEbiológicanioantounio xavia de llboboa dea dea dea dea dea dea dea dea dea a dea a dea a dea。 Oeiras,葡萄牙K Cappagh国家骨科医院,弗拉斯,都柏林11号,爱尔兰l部分兽医临床科学,兽医学院,都柏林大学学院兽医学院,都柏林4,爱尔兰都柏林市大学的机械与制造工程学院,都柏林9,爱尔兰B医学工程研究中心(Medeng),都柏林城市大学,都柏林9号,爱尔兰C先进加工技术研究中心,都柏林城市大学,都柏林9号,爱尔兰D组织Distrue Engineerering工程小组,解剖学和恢复医学。Stephen's Green, Dublin 2, Ireland e Trinity Centre for Biomedical Engineering (TCBE), Trinity Biomedical Sciences Institute, Trinity College Dublin (TCD), Dublin 2, Ireland f Advanced Materials and Bioengineering Research (AMBER) Centre, RCSI & TCD, Ireland g Department of Mechanical, Manufacturing and Biomedical Engineering, School of Engineering, Trinity College爱尔兰的都柏林,h国家脊柱损伤部门,Mater Misericordiae大学医院,都柏林,爱尔兰I IBET,Biologia de Biologia de Biologia实验性ETecnológica,2781-901 Oeiras,葡萄牙J. Instituto j Instituto j Instituto d de tecnologiaquímicaebiológicaEbiológicanioantounio xavia de llboboa dea dea dea dea dea dea dea dea dea a dea a dea a dea。 Oeiras,葡萄牙K Cappagh国家骨科医院,弗拉斯,都柏林11号,爱尔兰l部分兽医临床科学,兽医学院,都柏林大学学院兽医学院,都柏林4,爱尔兰
1 西班牙 Esplugues de Llobregat 08950,Santa Rosa 39-57,Institut de Recerca Sant Joan de Déu,神经肌肉疾病应用研究实验室,神经肌肉病理学科,神经儿科服务部; mariacarmen.badosa@sjd.es (CB); alejandro.hernandez@uib.es(AH-D.); daniel.natera@sjd.es(DN-dB); carlos.ortez@sjd.es (科罗拉多州); andres.nascimento@sjd.es(AN); cecilia.jimenez@sjd.es (CJ-M.) 2 罕见疾病网络生物医学研究中心 (CIBERER), Av.西班牙马德里 28029 蒙福特德莱莫斯 3-5; matmorinro@yahoo.es (MM); dgrinberg@ub.edu (总干事); sbalcells@ub.edu (SB); mopelayo@hotmail.com (M. Á .M.-P.) 3 Institut de Recerca Sant Joan de Déu, Santa Rosa 39-57, 08950 Esplugues de Llobregat, 西班牙; monica.roldan@sjd.es 4 遗传服务,Ram ón ny Cajal 大学医院,Ram ón ny Cajal 卫生研究所,Ctra。 Hive Old Km。 9,100, 28034 马德里,西班牙; sergio.fernandez@hrc.es 5 巴塞罗那大学生物医学研究所(IBUB)生物学院遗传学、微生物学和统计学系,巴塞罗那大学,Av. Diagonal 643, 08028 巴塞罗那,西班牙 6 共聚焦显微镜和细胞成像部门,遗传和分子医学服务中心,罕见病儿科研究所 (IPER),Sant Joan de Déu 医院,Passeig Sant Joan de Deu, 2, 0895 通讯:通讯:lopez@sjd.es
1型糖尿病是由对β细胞抗原引起的自身免疫反应引起的。如今,胰岛素注射仍然是领先的治疗选择。但是,注射治疗无法模仿β细胞提供的高度动态胰岛素释放。3D细胞的微球,作为组织移植物植入的生物工程胰岛素分泌构建体的主要平台和用于体外药物筛查平台的模型。当前的微球制造技术具有几种抽签:需要含有表面活性剂的油相,微球直径不一致以及耗时较高的过程。这些技术已广泛使用藻酸盐,以快速凝胶化,高加工性和低成本。但是,其低生物相容性特性不能提供有效的细胞附着。这项研究提出了使用3D生物生产商使用ECM样微环境来实现有效细胞的微球产生来克服这些局限性的高通量方法。与单宁酸交联的微球可防止胶原酶降解并增强球形结构一致性,同时允许营养和氧气扩散。该方法允许自定义微球直径具有极低的可变性。总而言之,开发了一种新型的生物印刷程序,以制造大量可重复的微球,能够响应细胞外葡萄糖刺激而分泌胰岛素。
摘要目的:鳞状细胞癌(SCC)代表了所有头颈恶性肿瘤中最常见的组织类型,包括口咽鳞状细胞癌(OSCC),这是一种与不同的临床结果相关的肿瘤,并与人类乳头状瘤病毒(HPV)状态有关。转化研究几乎没有可用的体外模型来研究OSCC的不同病理生理行为。本研究提出了基于3维(3D)仿生胶原蛋白的支架,以模仿肿瘤微环境和细胞外基质(ECM)和癌细胞之间的串扰。方法:我们比较了在公共单层支持和脚手架上培养的HPV阳性和HPV阴性OSCC细胞系的表型和遗传特征。我们还探索了癌细胞对3D微环境的适应,及其对在细胞系和原发性培养物上测试的药物的疗效的影响。结果:HPV阳性和HPV阴性细胞系在3D模型中成功生长,并显示了不同的胶原纤维组织。3D培养物引起与上皮 - 间质转变(EMT)和基质相互作用相关的标记表达的增加,并显示出不同的迁移行为,如斑马鱼胚胎异种移植所证实。缺氧诱导因子1α(1α)和糖酵解标记的表达表明脚手架区域内缺氧微环境的发展。此外,3D培养物激活了细胞系和原代培养物中的药物抗药性信号通路。结论:我们的结果表明,基于胶原蛋白的支架可能是繁殖OSCC的病理生理特征的合适模型。此外,3D结构似乎能够诱导抗药性过程,以更好地研究我们对HPV阳性和HPV阴性患者OSCC的不同临床结果的理解。关键字口咽鳞状细胞癌;胶原;仿生支架;斑马鱼;抗药性;初级文化
例如,水果和蔬菜的摄入不足,导致抗氧化剂水平低和维生素缺乏症,也促进了ESCA的发展(4)。但是,ESCA的发病机理尚未完全理解。ESCA的预后较差,死亡率较高。目前,手术切除是ESCA早期治疗的主要且唯一公认的方法。不幸的是,由于远处转移,高达75%的ESCA患者无法有效治疗,而5年的总生存率仅为30%(5)。许多患者在开始进食时被诊断出来,发现很难吞咽;但是,到这个时候,手术治疗的最佳机会通常已经过去了。因此,为了改善晚期和术后ESCA患者的生存时间和生活质量,需要将与肿瘤相关的差异基因鉴定为生物标志物,以创建较高功效的靶向药物。