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      醫學論文

      骨關節炎體外模型特點及設計新思路

      時間:2022年05月16日 所屬分類:醫學論文 點擊次數:

      摘要背景:國內外的相關文獻報道,體外模型是研究骨關節炎發病機制和有效治療手段的重要工具,各種體外模型均有其優缺點和相關應用,但到目前為止還沒有一個理想的實驗模型可以闡述骨關節炎的所有特征。目的:綜述近年相關文獻,總結各類骨關節炎體外模型的優缺點及相

        摘要背景:國內外的相關文獻報道,體外模型是研究骨關節炎發病機制和有效治療手段的重要工具,各種體外模型均有其優缺點和相關應用,但到目前為止還沒有一個理想的實驗模型可以闡述骨關節炎的所有特征。目的:綜述近年相關文獻,總結各類骨關節炎體外模型的優缺點及相關應用進展,為進一步了解骨關節炎及研究治療方法提供一定幫助。方法:應用計算機檢索2010-2021年PubMed、中國知網、維普和萬方等數據庫相關文章,英文檢索詞:“Osteoarthritis,in vitro,model”;中文檢索詞:“骨關節炎、體外模型”等。選取相關性強、發表年限較新的合格文獻進行綜述,最終納入63篇文章進行綜述。結果與結論:①骨關節炎2D細胞培養模型易于構建,也易于大規模生產,由于其缺乏典型的三維微觀結構,缺少與周圍細胞及細胞外基質的相互聯系,因此只能適應于細胞水平研究。②外植體模型和3D細胞培養提供了與人體生理條件接近的內環境,不僅適用于研究細胞因子刺激機制,還可以用于研究骨關節物理損傷和生物力學對組織的影響,因此可以更好地研究骨關節炎的分子機制,并制定治療措施,但從組織體積和維持細胞活力的角度來看,這些模型難以量產。③此外,文章還討論了3D生物制造模型、類器官、芯片器官模型等先進組織工程模型,其中3D生物打印技術和生物反應器模型在精確控制組織結構、輸送生物活性分子、動態培養細胞等方面具有明顯的優勢,但目前仍需進一步完善及創新。④總之,與2D細胞培養模型相比,體外3D組織模型更適合應用于目前的骨關節炎相關研究及其個體化治療,未來希望研究者們將器官芯片技術、3D生物打印技術、生物反應器這些新興技術進行整合,最終為骨關節炎治療和藥物測試開發一個更合適的平臺。

        關鍵詞:體外模型;骨關節炎;二維;三維;組織外植體;治療;研究進展;成本;綜述

      關節組織

        引言 Introduction

        骨關節炎是一種高度流行的風濕性肌肉骨骼疾病,2017 年全球約有 3.03 億人受到影響 [1],作為關節炎最常見的形式,也是老年人群致殘的主要原因之一,它對患者個體和社會造成了相當大的經濟負擔。骨關節炎的主要特點是關節軟骨的退行性改變、細胞外基質的減少、軟骨下骨的改變和滑膜的炎癥反應等 [2],其存在各種的危險因素,包括高齡、肥胖、性別 ( 女性高患病率 )、關節創傷以及遺傳易感性等 [3],它的發病機制目前尚不清楚,現有的治療旨在減輕疼痛、緩解癥狀以及改善關節功能 [4]。

        由于倫理和監管等問題,人類關節組織的采集較為困難,尤其骨關節炎早期病理階段的組織提取幾乎不可能。標本基本在接受關節置換手術的患者中收集,但這些大多為創傷后及進展為骨關節炎的晚期病理階段的患者。眾所周知,各種自發或誘導 ( 手術或化學 ) 產生的骨關節炎動物模型已經被使用了很多年,它是闡明參與關節生理學和病理生理學的分子機制和途徑,以及尋找更可靠的治療方法的基石,但其存在一定的局限性,如實驗動物與人類壽命的差異,解剖學、生理學和生物力學特征的差異,較長的造模時間,較高的成本及動物相關倫理問題等 [5]。組織工程的發展在克服現有模型的局限性方面顯示出了巨大的科學潛力,其中體外模型有助于真實地再現組織和器官,體外模型的發展又可反過來影響治療藥物的初步測試和篩選以及研究疾病發生和發展的分子生物學機制。

        骨關節炎體外模型作為動物模型的優秀替代品可以大幅減少對動物模型的依賴,它可以嚴格控制實驗參數,成本更低、時間更短,還可以產生更多的可重復數據 [6]。目前體外細胞模型可分為:二維 (Two-dimensional,2D)( 單層培養或共培養 ) 細胞模型、三維 (three-dimensional,3D)( 含或不含支架 ) 細胞模型、組織外植體和生物反應器培養模型等。每個模型都具有其復雜的優點、缺點和不同的應用,但相關的文獻中暫未發現單一的體外細胞模型是骨關節炎研究的金標準,因此,適宜的體外模型的選擇和建立是目前亟待解決的重要問題。文章討論了不同的體外系統的特點和應用,總結了該領域的最新進展,將重點放在利用組織工程原理在體外三維模型設計中的應用及它們的優缺點上,以期為骨關節炎的研究及治療提供新的思路和方向。

        1 資料和方法 Data and methods

        1.1 資料來源

        1.1.1 檢索人及檢索時間 由第一作者及通訊作者于 2021 年進行檢索。

        1.1.2 檢索文獻時限 2010-2021 年。

        1.1.3 檢索數據庫 檢索 PubMed、中國知網、維普和萬方數據庫。

        1.1.4 檢索詞 英文檢索詞:“Osteoarthritis,in vitro,model”;中文檢索詞:“骨關節炎、體外模型” 等。

        1.1.5 檢索文獻類型 研究原著、綜述、述評、經驗交流、病例報告和薈萃分析等。

        1.1.6 手工檢索情況 閱讀相關文獻,手工檢索其中所附的參考文獻。

        1.1.7 檢索策略 以 PubMed 數據庫檢索策略為例。

        1.1.8 檢索文獻量

        初步檢索到 1 970 篇。1.2 入組標準1.2.1 納入標準 ①入選文獻內容與骨關節炎、體外模型等具有高度相關性;②為知名權威雜志發表的期刊論文和學位論文;③文獻發表年限較近,邏輯性強,觀點鮮明。

        1.2.2 排除標準 ①不能獲取全文的文獻;②重復性研究。

        1.3 文獻質量評估 經閱讀文獻摘要,評估文獻的相關性、時效性、可信性,篩選后對符合納入標準的 63 篇文獻進行綜述。文獻檢索流程圖。

        1.4 數據的提取 從計算機初檢得到的文獻中,閱讀標題和摘要進行初篩,排除重復報道及文獻內容與骨關節炎體外模型不相關的內容。

        2 結果 Results

        2.1 骨關節炎的體外模型

        根據細胞培養的平臺及其與細胞外基質的相互作用,體外模型可以分為 2D 培養 ( 單層或共培養 ),文章通過檢索并整理相關文獻,總結骨關節炎體外模型的研究時間脈絡 [7-13]。

        2.1.1 二維 (2D) 細胞模型

        2D 細胞模型可分為單層培養 ( 單個細胞系培養)和共培養(兩個或更多細胞系在單層中一起培養)。單層培養:單層細胞培養是一種成熟、經濟有效的方法,允許使用單一細胞來源進行多種實驗治療,并允許嚴格控制研究條件,可以獲得相對快速、可靠和高產量的結果。細胞來源可以是從老鼠、牛到人類不等,可以是永生化細胞系或從動物或人供體關節組織分離的原代細胞。組織工程中使用的大多數人體細胞是從患者身上分離出來的成體原代細胞。但成體原代細胞壽命有限,增殖率低,分離過程復雜。單層培養最常用的細胞系有:RAW 264.7 巨噬細胞、人原代滑膜細胞和人關節軟骨細胞等,不同的細胞系分泌不同的因子或對細胞因子刺激的反應不同。

        有研究發現單層模型 ( 尤其是人類細胞系 ) 直接與細胞靶點相對應,可在局部用藥案例中用于細胞毒性和增殖的測試 [14];細胞因子刺激方面,如白細胞介素 1β 通過提高基質金屬蛋白酶、透明質酸酶和聚糖酶來對關節軟骨進行酶降解,以誘導骨關節炎表型,從而可以篩選出軟骨保護化合物來減弱關節軟骨降解中所涉及的分解代謝因子 ( 如白細胞介素 1β、腫瘤壞死因子 α 和一氧化氮 ) 等 [15]。有研究用白細胞介素 1β 對軟骨細胞進行負性誘導,并給予細胞黃檀糖苷作為聯合治療,證明了活性成分黃檀糖苷可阻止白細胞介素 1β誘導的效應 [16]。單層培養模型可用于對單個信號通路的研究,如某新型抑制劑對 Wnt/β-catenin 信號通路的研究發現 Wnt/β-catenin 通路在軟骨形成和保護中具有關鍵作用 [17];有研究用不同劑量的大黃素和白細胞介素 1β 處理大鼠軟骨細胞,結果發現大黃素可以通過抑制 ERK 和 wnt/β-catenin 通路以及下調一系列炎癥遞質在軟骨細胞中的表達,促進軟骨細胞的增殖 [18]。

        單層細胞培養很容易被轉染來操縱基因和蛋白質的表達,如一項對白細胞介素 1微小核糖核酸 / 腫瘤壞死因子 β 刺激的人原代軟骨細胞進行的蛋白質組學研究發現補體級聯蛋白、核轉錄因子 κB 途徑的介質和幾種自噬調節因子可能在骨關節炎的病理中起重要作用 [28]。原代細胞或永生化細胞系在玻璃或聚苯乙烯塑料瓶中的平面上培養使得細胞可以在等量的營養物質和生長因子下發育和增殖。

        然而,由于缺乏組織模擬特性,研究細胞 - 細胞和細胞 -細胞外基質相互作用的潛力有限,如實際的軟骨組織需要三維細胞生長,與細胞外基質相互作用,在少量傳代后,當細胞表型和形態從正交形狀改變為細長形狀,類似成纖維細胞樣軟骨細胞時,細胞就會發生去分化 [28]。眾所周知,這種表型產生Ⅰ型膠原纖維,而不是與關節軟骨一致的Ⅱ型膠原纖維,因此使用單層模型來評估Ⅱ型膠原和骨膠蛋白定量軟骨生長時比較困難。不僅如此,使用這些模型來研究承重和機械實驗也較為困難 [20]。如上段所述,原代細胞培養較使用細胞系昂貴,源材料難以獲得,且在它們經歷去分化和失去其獨特表型之前傳代的頻率有限。

        永生化軟骨細胞與原代細胞相比,細胞外基質成分的分泌卻顯著減少[20]。雖然細胞系的細胞材料來源限制少得多,但是它們的永生化性質使細胞避免了衰老。該段所述各點都降低了單層模型作為真實細胞模型的可靠性。共培養:共培養是指在單層細胞培養的基礎上,將 2 種及以上的細胞共同培養,是一種改進細胞間關系的研究方法,可以使用跨孔板等模型同時進行多種實驗,并可生成關于病理機制的大量數據?缈装蹇蓪⒖扇苄砸蜃臃置诘街車橘|中,用于研究細胞與細胞之間的相互作用,如當軟骨細胞和滑膜細胞與脂肪來源的間充質干細胞一起共培養時,促炎細胞因子包括白細胞介素 1β、白細胞介素 6、白細胞介素 8 和腫瘤壞死因子α 的表達顯著降低 [20],細胞間通過細胞間鈣和旁分泌信號發生交互維持關節軟骨細胞的內環境穩態,由于保存了這些細胞間信號通路,關節軟骨中抗炎或軟骨保護分子的作用評估的準確性更高 [21]。此外,軟骨細胞和滑液之間的相互作用確保了生長因子、調節肽和營養物質在它們之間的流動;損傷軟骨與滑膜共培養時,對滑膜細胞產生保護作用,如減少局灶性細胞丟失和軟骨細胞簇形成 [22]。

        軟骨細胞培養模型支持軟骨細胞和軟骨下成骨細胞之間相互作用的研究,如與成骨細胞孵育的軟骨細胞通過旁分泌信號幫助維持細胞生理和表型,這是研究軟骨保護 ( 減緩軟骨降解 ) 在骨重建中的作用的一個有效模型 [23]。雖然同時培養不同類型的細胞在維持細胞內環境穩態和表型方面有優勢,但是也具有類似單層培養的一些缺點:平面培養和缺乏生長結構;維護不同的多孔環境成本較高;不能準確地模擬生理條件,產生有限的細胞外基質樣環境,從而導致細胞形態的改變 [24]。此外,不同類型的細胞需要不同的培養條件,如果它們一起培養,就會相互受到影響,如骨關節炎成骨細胞與健康藻酸鹽珠包埋軟骨細胞的共培養導致向軟骨細胞肥大和基質礦化的表型轉變,這在用白細胞介素 1、白細胞介素 6 或抑瘤素 -M 刺激的健康成骨細胞中不會發生,進一步證明了人工刺激細胞的局限性和自然患病細胞的表型差異 [25]。

        2.1.2 三維 (3D) 細胞模型

        此模型保留了 2D 細胞模型的優點,同時提供了與生理條件更相似的可定制環境,能夠維持細胞的表型 [26-27]。進而能夠獨立識別和調節導致疾病發生和進展的細胞和分子因素,研究它們在特定疾病發展中的作用,從而有助于進一步研究組織生理學和病理生理學。3D 細胞模型可分為無支架模型 ( 細胞生長在顆粒中 ) 和有支架模型 ( 細胞生長在外部平臺中 )。無支架的三維細胞模型:無支架的三維細胞培養是指細胞通過沉淀法、懸滴法或攪拌法等在懸浮液中自發聚集形成顆粒。它不受支架性質的影響,較其他 3D 培養更穩定且經濟,它可以維持細胞在各個維度的生長和細胞外基質的合成。細胞可以在錐形管或多孔板中一起離心,也可以使用生物反應器在攪拌下培養。誘導細胞聚集形成軟骨組織樣顆粒后,經過特定的培養時間,顆粒大小可達 5 mm[28]。這些顆?梢阅M整個關節組織,為細胞到細胞和細胞到細胞外基質的關系提供深入的了解。它可被用來研究體外軟骨細胞再分化和骨髓干細胞分化。

        如,有研究報道,關節軟骨細胞和髕下脂肪墊衍生的間充質干細胞與殼聚糖 / 透明質酸納米顆粒的顆粒共培養促進軟骨細胞分化,同時抑制軟骨細胞的增殖,防止間充質干細胞肥大 [29]。還有研究利用骨髓間充質干細胞進行軟骨形成顆粒培養,表明含有成纖維細胞生長因子 2 的培養基可能有助于創建穩定可靠的無支架軟骨樣細胞片 [30]。3D 顆粒還可以評價關節內給藥系統的應用效果,其通過Ⅱ型膠原、聚集蛋白聚糖和基質金屬蛋白酶的糖胺聚糖含量定量和基因表達來評估白細胞介素 1β 刺激后的軟骨形成和軟骨保護作用 [31]。使用這種體外培養方法時必須考慮如下缺點:培養基中添加了大量的生長因子和軟骨穩定劑,較單層培養成本更高;顆粒的生存期很短,營養物質難以穿透顆粒,導致其核心細胞死亡。

        培養在顆粒中的細胞增殖能力大幅下降,顆粒中心的細胞可能被剝奪營養和氧氣,雖可用來維持非肥大軟骨細胞,但是可能會導致細胞凋亡,而且已經有研究表明了低氧會減少骨形成[20]。懸掛式細胞培養是一種顆粒形成技術,將細胞制粒后在 2D表面上以倒置的方式培養,重力幫助細胞保持懸浮狀態,可減少極化的機會。與單層和典型的顆粒培養方式相比,促進了體內類圓形的形態,同時性別決定因子同源盒 9 信使核糖核酸水平增加。還可誘導蛋白多糖 4、信使核糖核酸及其相關的蛋白潤滑素表達上調,可為健康的關節間隙中提供潤滑 [45]。

        帶支架的三維細胞模型:在工程化的體外模型中,3D 組織支架應在體外精細地模仿細胞外基質框架,讓細胞像在體內一樣進行黏附、擴散、增殖、分化、成熟和產生細胞外基質等行為。它可以在強度、相互連接的孔隙率、彈性、生物化學和生物功能方面進行修改,以更好地模擬天然組織特異性微結構 [33]。這使其成為骨關節炎中負載和承重的良好模型。用于制造支架的生物材料可以是天然的或人造的,支架可大致分為水凝膠和固態支架。

        最常用的支架是水凝膠,因為其含水量高,并且具有廣泛的機械和物理化學特性,能夠更好地模擬細胞外基質。從海藻酸鹽、明膠、殼聚糖和透明質酸等材料中提取的生物水凝膠可以促進軟骨細胞的存活和增殖,以及Ⅱ型膠原、聚集素和性別決定因子同源盒 9 的表達,這些標記物在單層培養中通常會減少 [34-35]。生物水凝膠還能夠支持軟骨細胞增殖和細胞外基質的產生,以及成骨細胞的生長和礦化,有利于研究骨軟骨界面的活性 [36]。然而生物水凝膠可能會因生產批次不同而性能不同。

        合成水凝膠具有更大的靈活性和化學修飾可調節性,且與生物水凝膠一樣具有組織培養所需要的特性,研究表明,合成水凝膠 ( 如衍生自聚乙二醇的水凝膠 ) 可塑性好,穩定性高,如,它能夠集成到機械負荷系統中,該系統能夠引導人類間充質干細胞分化為關節軟骨、鈣化軟骨和細胞外基質組織 [37],而且它來源較廣,降低了其生產過程中發生變化的可能性 [38]。相對于 2D 模型,合成水凝膠可以促進軟骨形成、增加關鍵軟骨細胞標志物 ( 如Ⅱ型膠原 ) 和非膠原蛋白 ( 如骨鈣素 ) 的表達 [39]。合成水凝膠也可以通過化學修飾進行微調,如將軟骨形成分子引入水凝膠包埋細胞,促進軟骨生成的生物素轉化生長因子 β3,以及Ⅱ型膠原和黏多糖表達 [40]。利用合成水凝膠進行軟骨修復的研究較多,如有人開發的骨關節炎藻酸鹽及絲 /藻酸鹽基支架能夠保持軟骨細胞的功能和代謝活性,有利于后續軟骨疾病抗炎藥物的篩選 [41]。

        有研究證實熱可逆凝膠化聚合物支架為軟骨組織的生長提供了合適的環境,使骨關節炎軟骨細胞能夠以最佳水平分泌并保留透明質酸,可作為體外培養的支架材料 [42];還有研究報告了一種空的自組裝透明質酸納米顆粒,在體外對透明質酸酶消化具有抵抗力,對原代關節軟骨細胞中的分解代謝基因表達具有減弱作用,可以作為骨關節炎的潛在治療劑 [43];此外,有人開發了用于骨軟骨組織再生的雙相支架,它的組織特異性差異特征支持原代軟骨細胞和成骨細胞的生長和增殖,并有利于新組織在其各自階段形成,具有明顯的界面區域 [44]。水凝膠 ( 合成或生物 ) 的性質和黏度很重要,將對細胞反應產生影響,如生物過程本質上是動態的,而大多數體外模型是靜態的,這需要通過使用具有時變特性的支架來模擬疾病進展的動態。有研究設計了一種水凝膠,通過引導其交聯反應來呈現細胞隨時間變化對動態變硬的響應 [45]。高黏度可能在培養的細胞或組織中引起閉塞效應,產生缺氧現象,從而降低其生存能力分數[46]。

        水凝膠的生物相容性和無害性也是重要的特征。目前由可生物降解的聚合物組成的預制支架較受青睞,因為其生物相容性允許輕松地集成到生物系統中,例如使用聚己內酯應用在外科縫線和植入物中;它還具有低熔點,可提供理想的熱塑性能,便于 3D 打印;其黏彈性也有利于細胞培養。然而,聚合物如聚己內酯是非骨誘導性的,最近的研究已經將骨誘導和機械支持分子 ( 如羥基磷灰石和聚富馬酸丙烯酯 ) 添加進該聚合物,聚己內酯 / 羥基磷灰石 / 聚富馬酸丙烯酯支架可促進間充質干細胞成骨誘導,增加鈣沉積水平和 Runt 相關轉錄因子 2表達,這標志了成骨細胞的分化,而且其不具有細胞毒性 [47]。

        水凝膠提供了適合體外建模的材料,但這些水凝膠的復合部分與天然細胞外基質中發現的材料不同,這可能會影響細胞的行為。此外,水凝膠含有很大的水成分,不適合模擬各種環境,如適合關節軟骨但不適合體內細胞外基質含水量非常低的軟骨下骨。因此,這種支架中成骨細胞的生長不能夠準確地模擬體內環境。帶支架的 3D 細胞模型成本高昂,難以維護且難以標準化,細胞增殖、細胞遷移通常較慢,對其研究仍需要進一步的工作來確定其穩定性和可靠性。

        2.1.3 外植體模型

        外植體可被認為是最準確的骨關節炎體外模型,因為移植模型直接來源于體內組織 ( 它們的來源可以是動物和人類 ),整個組織保持其形態和功能,并在其 3D 環境中維持細胞,可以幫助研究者們更好地了解細胞在其自然 3D 環境中的行為?捎糜谘芯寇浌,軟骨下骨和滑膜等組織在關節炎中的作用,還可研究細胞因子、滲透壓、物理損傷和生物應力對組織的影響。組織外植體模型可包含單個關節組織或骨軟骨外植體或與滑膜或軟骨下骨組織共培養的軟骨外植體等。與骨軟骨組織相比,骨外植體在受到脂多糖攻擊時分泌的炎癥遞質水平增加,這表明骨軟骨組織內的不同細胞可以相互影響 [48]。

        用白細胞介素 1β 攻擊的軟骨外植體產生的腫瘤壞死因子 α 水平高于對照組,而骨軟骨外植體的腫瘤壞死因子 α 分泌水平沒有變化,這表明骨或滑膜的存在可能會降低腫瘤壞死因子 α 的表達,同時強調了在骨關節炎病理生理學分析中考慮所有關節組織的必要性 [49];有研究開發了一種由軟骨和骨骼 2 個分離的介質室組成的新型體外骨軟骨培養模型,它允許延長骨軟骨外植體的培養時間,同時保持軟骨的結構、機械性能和組織含量至少 56 d,這種模型可用于研究臨床相關的軟骨治療或軟骨再生機制 [50]。外植體模型仍存在必須解決的問題。

        如培養中組織的維護費用昂貴且難以控制,溫度、pH 值、濕度、培養基和補充物 ( 如胰島素加光照 ) 等條件對保持外植體的活力至關重要;組織手術邊緣的細胞可能死亡而影響分析;從組織提取中可能會產生分子改變;從每個供體分離的外植體數量有限,不同的來源可能會引起不同的反應,很難實現可行的復制 [49]。因移植的組織是在人工環境中培養的,對手術切除后的機械效應或血管生成效應的研究有待完善。骨關節炎的分子變化通常只會在中晚期導致實際的身體癥狀,但采集的組織通常是健康樣本,不具有病理性,實驗過程中維持細胞和組織長期存活是一個挑戰。有研究發現,生物反應器或組織模擬聚合物有助于使骨關節炎的狀況維持稍長的時間 [51]。

        2.1.4 生物反應器模型 生物反應器的引入提高了細胞活力并開發了長期的體外培養模型,該模型可將主要組織的共培養物與誘導骨關節炎的物理化學因素相結合,研究特定條件下不同細胞的相互作用和機制。生物反應器是允許在受控環境下動態培養細胞的工具。動態培養使得細胞在基質中均勻分布,有利于細胞間相互作用;還可為細胞提供機械刺激,增加細胞增殖并減少壞死組織形成的機會。目前已經開發了多種生物反應器,如灌注生物反應器、旋轉壁容器、旋轉燒瓶和壓縮系統,將其放置在三維支架環境中以幫助創建功能性組織 [52]。有研究者開發了一種生物反應器,骨軟骨單元中的軟骨和骨被單獨隔開,可以獨立控制,允許特定的營養物質和微環境用于骨軟骨組織的發育和維持 [53]。還有人設計了計算導向的生物反應器,可以增加反應器體中細胞的灌注 [54]。然而,模型還需進一步驗證完善以更好地模擬體內條件。

        2.2 骨關節炎體外模型的最新研究進展 3D 生物制造和人體器官平臺已被用于模擬人體病理生理狀況,或可作為潛在的最先進的體外骨關節炎模型。

        3 討論 Discussion

        3.1 既往他人在該領域研究的貢獻和存在的問題 既往的研究證明了傳統體外模型在研究骨關節炎的病理生理學、分子機制和治療靶點的鑒定方面取得了令人鼓舞的結果,但是這些模型存在一些挑戰,如缺乏全面考慮骨關節炎的多因素性質、對不同分子途徑有待更多探索,對分子靶點和治療靶點的識別有待深入研究等?傊,缺乏一個根據不同的疾病表型將骨關節炎模型標準化的理想模型。

        3.2 作者綜述區別于他人他篇的特點 該綜述概述了不同的體外模型的特點應用,不僅包括 2D 模型、3D 模型、外植體等傳統模型,還討論了 3D 生物制造模型、類器官、芯片器官模型等先進組織工程模型。以表格的形式簡要回顧了用于誘導骨關節炎條件的因素、造模方法及評估指標等。

        3.3 綜述的局限性 ①文章討論的更多的是關節軟骨的相關研究,較少基于關節不同組成部分及其相互作用的組織工程學方法的研究:②對于參與骨關節炎的分子、通路和細胞、治療靶點的討論有待詳細描述。③文章缺乏如何更好定義骨關節炎的病理階段,缺乏相關分類標準,對于更及時、更有效地指導干預疾病進展具有一定的局限性。

        3.4 綜述的重要意義 該綜述描述了不同的體外模型的特點和相關應用,簡述了參與骨關節炎的分子、通路和細胞,總結了該領域的最新進展,在一定程度上促進了研究者們對該疾病的理解。同時可引發研究者們的思考,一方面為了解疾病的復雜性和異質性,更好地指導新的骨關節炎治療策略的發展,全面和多系統的方法是非常必要的;另一方面啟發研究者們思考如何更好地利用當前技術來發展骨關節炎的新治療方法。

        3.5 課題專家組對未來的建議

        骨關節炎模型的主要焦點是軟骨修復或骨骼修復。關節的不同組成部分和不同種類細胞之間的相互作用有必要系統化,這將有助于更好地理解骨關節炎的分子靶點和途徑。此外,還需要根據功能和結果對不同階段的骨關節炎模型進行分類,以改進治療干預。因此,共識模型的發展將提供對骨關節炎的特定階段和參與研究疾病發病機制的相互作用的更多理解。

        未來可通過融合先進技術,開發更精準的系統,向個性化醫療邁進。結合尖端技術和細胞培養方面的進步,將能夠在微尺度水平上復制病理生理條件的器官芯片技術、能夠精確控制組織結構的 3D 生物打印和能夠流體循環、輸送生物活性分子的灌注生物反應器集成到一起。最終為骨關節炎治療和藥物測試開發一個更合適的平臺。

        4 參考文獻 References

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        作者:李明秀 1,王 軒 1,楊 杰 2,李 毅 2

      将军在营帐内粗暴刺入

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