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重建造血干细胞生态位:最新进展和未来前景
Acta Biomaterialia ( IF 9.4 ) Pub Date : 2021-04-01 , DOI: 10.1016/j.actbio.2021.03.061
Chandralekha Chatterjee 1 , Peter Schertl 1 , Miriam Frommer 1 , Anita Ludwig-Husemann 2 , Anna Mohra 1 , Nadine Dilger 1 , Toufik Naolou 1 , Sophia Meermeyer 1 , Timna Claire Bergmann 1 , Alejandro Alonso Calleja 1 , Cornelia Lee-Thedieck 1
Affiliation  

造血干细胞 (HSC) 已证明其在干细胞移植治疗血液系统疾病患者中的临床相关性。它们再生潜力的关键是它们在骨髓 (BM) 中的天然微环境——它们的生态位。生物材料领域的发展使得在实验室中以越来越高的精度重现这种环境成为可能。这种人工生态位有助于从根本上了解 HSC 与其环境中的材料相互作用的生物物理和生化过程,以及在影响 BM 的疾病期间这种相互作用的干扰。人工生态位也有可能在体外繁殖 HSC,使 HSC 有针对性地分化为成熟的血细胞或用作药物测试平台。在这篇综述中,我们将介绍人工生态位的重要性,然后介绍自然原型的生物学和生物物理学。我们将概述如何使用 2D 生物材料将自然生态位的复杂性分解为基础研究的单个参数,以及 3D 系统如何从它们演变而来。我们将介绍 HSC 研究中常用的生物材料及其应用。最后,我们将重点介绍 HSC 研究领域的两个领域,这两个领域刚刚开始解锁新型生物材料、体外血液生产和体外研究小生境病理生理学提供的可能性. 通过这些内容,该综述旨在广泛概述应用于 HSC 研究的不同生物材料,并讨论它们在该领域的潜力、挑战和未来方向。

重要性陈述

造血干细胞 (HSC) 是多能细胞,负责维持所有血细胞的更新。它们通常用于治疗血液病患者。这种高度的临床相关性解释了实验室中 HSC 增殖或分化的必要性,这受到缺少自然微环境(所谓的生态位)的阻碍。生物材料提供了模仿生态位的可能性,从而克服了这一障碍。该评论介绍了骨髓中的 HSC 生态位,并讨论了生物材料在创造人工生态位方面的效用。它概述了 2D 系统如何演变成复杂的 3D 平台,从而打开了通向应用的大门,例如临床相关 HSC的体外扩增 血液生产,研究利基病理学和药物测试。





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更新日期:2021-04-01
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