中国神经再生研究(英文版) ›› 2022, Vol. 17 ›› Issue (4): 759-766.doi: 10.4103/1673-5374.322447
神经肌肉组织的三维体外模型
Three-dimensional in vitro models of neuromuscular tissue
Paolo Raffa1, #, Maria Easler1, #, Anna Urciuolo1, 2, *
- 1Institute of Pediatric Research IRP, Padova, Italy; 2Molecular Medicine Department, University of Padova, Padova, Italy
摘要： Neural Regen Res： 骨骼肌建模中生物材料构建的三维肌管
肌纤维和神经系统之间的通讯对于骨骼肌的整体正确发育和功能至关重要。导致肌肉功能改变的一系列慢性、急性和遗传性的人类疾病与神经肌肉连接处运动神经元和肌纤维之间精细相互作用的改良保存有关。人体骨骼肌体外模型研究的最新进展表明，三维和多种细胞整合都是揭示病理生理相关表型所需的关键参数。最新研究表明由于生物材料在三维培养系统中的整合，骨骼肌体外模型的发展取得了巨大的进步。与二维对应的三维制作相比，这些三维制作被证明能增强肌源细胞的分化、肌管的保存和成熟以及收缩的可持续性。迄今为止，已经开发了几种组织工程策略，通过使用天然和/或合成生物材料生成三维骨骼肌培养。尽管存在这些重要的技术和技术的进步，但只有很少的研究成功地产生了将不同细胞类型与肌源性隔室结合在一起的组织工程结构。特别是，神经支配在大多数非神经组织工程应用中普遍被忽视，部分原因是构建含有异种细胞类型和结构的器官的内在复杂性。三维肌源性结构中神经系统的整合对体外骨骼肌模型相关病理生理反应的复制具有重要意义。
来自意大利希望之城基金会的Anna Urciuolo团队认为，在相同的培养条件下，神经和骨骼肌群可同时分化。人诱导多能干细胞来源的轴心干细胞群中产生了神经肌肉类器官。类器官具有电生理功能，以末端雪旺细胞的存在为标志，并显示出中央模式发生器样电路的存在。类器官对重症肌无力患者血清中存在的抗体产生反应，验证了这种结构的疾病建模适用性。从同一来源获得多个种群的可能性可能是一种方便的方法，同时也具有长期培养类器官的能力。开发神经肌肉组织的三维体外模型的另一个主要挑战是其巨大的复杂性依赖于细胞外基质成分的功能和结构特性的协调以及与其他细胞类型（如内皮细胞、平滑肌细胞、免疫细胞和胶质细胞）的相互作用。考虑到生物物理和生化环境、环境的三维结构以及不同细胞类型和细胞外成分的相互作用，骨骼肌组织建模的方向显然正在朝着针对再现神经肌肉组织所需的最相关元素的方向发展。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年 4 月 4 期发表。