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力学通过调控巨噬细胞向间充质干细胞的线粒体转移 以促进骨器官的形成
作者: 白晓强
单位: 北京大学口腔医院

摘要

       目的:探究动态力学和巨噬细胞的引入对骨器官形成的影响,旨在调控细胞命运,促进类器官矿化,赋予类器官免疫调控能力,构建功能性骨器官,同时探究骨类器官的骨修复效果和骨类器官形成的机制。

       方法:通过动态力学系统构建力学骨类器官;通过Flipper-TR和Actin tension表征细胞应力;通过有限元分析表征骨类器官应力;通过ALP、ARS染色、qPCR、Immunofluorescence、Western blot探究动态力学对骨类器官形成的影响和机制;通过Micro-CT、组织学评估骨类器官修复缺损的效果。

       结果:动态力学下细胞水平和类器官水平均存在明显的应力变化。动态力学促进骨类器官内骨髓间充质干细胞成骨分化,调控巨噬细胞M2抗炎型极化。动态力学下构建的基于骨髓间充质干细胞和巨噬细胞的骨类器官在修复体内骨缺损时具有与自体骨相媲美的修复效果。动态力学通过调控巨噬细胞向骨髓间充质干细胞的线粒体转移,增强氧化磷酸化和成骨分化,进而促进骨类器官的形成。

       结论:本研究通过适当的力学引导和巨噬细胞的引入来构建骨类器官。骨类器官内的细胞对动态力学有积极的响应,形成抗炎型免疫微环境,并且从巨噬细胞向骨髓间充质干细胞进行线粒体转移,增强能量代谢,促进成骨分化,进而骨类器官形成。同时,该骨类器官能够有效修复骨缺损,促进骨再生。

关键词: 力学,干细胞,巨噬细胞,骨类器官,线粒体转移
来源:中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第19次口腔修复学学术会议