?? 研究背景

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）中滑膜與軟骨之間的相互作用尚未在人類來源的三維微流控模型中得到模擬?，F(xiàn)有模型多為2D或非人類細(xì)胞系，無法真實(shí)反映人類疾病中滑膜-軟骨軸的交互作用。

?? 研究目的

建立一種基于人類患者來源的滑膜-軟骨共培養(yǎng)芯片模型，用于研究關(guān)節(jié)炎中滑膜與軟骨之間的**雙向組織級串?dāng)_（reciprocal cross talk）。

?? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）模型結(jié)構(gòu)：微流控芯片中包含兩個(gè)獨(dú)立腔室，分別培養(yǎng)：

- 滑膜類器官：由RA患者滑膜成纖維樣細(xì)胞（FLS）構(gòu)建；

- 軟骨類器官：由健康人軟骨細(xì)胞構(gòu)建；

（2）培養(yǎng)方式：兩類器官通過可溶性因子進(jìn)行分子交流，無直接細(xì)胞接觸；

（3）評估指標(biāo)：

- 類器官形態(tài)、結(jié)構(gòu)、活性；

- 細(xì)胞因子（IL-6、IL-8、MMP-13、VEGF）分泌水平；

- 軟骨表型維持（Col II/Col I、AGC/Col I比值）；

- 細(xì)胞定位精度與重復(fù)性。

? 關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

1. 類器官構(gòu)建成功：

- 滑膜類器官在2 mm腔室中形成、球形結(jié)構(gòu)；

- 軟骨類器官在纖維蛋白凝膠中保持良好活性與表型。

2. 共培養(yǎng)效應(yīng)：

- 與滑膜類器官共培養(yǎng)后，軟骨類器官面積增加約22%；

- 軟骨細(xì)胞圓度保持更好，提示表型更穩(wěn)定；

- VEGF分泌顯著下降，提示滑膜-軟骨串?dāng)_可抑制軟骨退化相關(guān)因子。

?? 創(chuàng)新點(diǎn)

- 將人類來源滑膜與軟骨類器官整合于微流控芯片中；

- 實(shí)現(xiàn)了無細(xì)胞接觸的滑膜-軟骨雙向組織級通信；

- 提供了高重復(fù)性、可成像、可定量的關(guān)節(jié)炎研究平臺。

滑膜類器官和軟骨類器官的培養(yǎng)條件有何不同？

滑膜類器官培養(yǎng)偏向炎癥/成纖維環(huán)境，軟骨類器官則依賴軟骨誘導(dǎo)因子和低血清環(huán)境。在共培養(yǎng)系統(tǒng)中，需采用折中培養(yǎng)基（如10% FCS + 無TGF-β3）以平衡兩者需求

項(xiàng)目

滑膜類器官（Synovial Organoid）

軟骨類器官（Cartilage Organoid）

細(xì)胞來源

RA患者來源的成纖維樣滑膜細(xì)胞（RA-FLS）

健康人原代軟骨細(xì)胞

基質(zhì)類型

Matrigel（基質(zhì)膠）

50 mg/mL 纖維蛋白（Fibrin）凝膠

培養(yǎng)基

DMEM + 10% FCS（胎牛血清）

軟骨分化培養(yǎng)基（如含TGF-β3）或1% FCS + TGF-β3

關(guān)鍵生長因子

不需要TGF-β3，反而會(huì)被其抑制

依賴TGF-β3（推薦10 ng/mL）促進(jìn)軟骨表型維持

血清濃度

高血清（10%）以維持滑膜細(xì)胞活性和結(jié)構(gòu)

低血清（1%）或無血清以減少成纖維樣分化

TGF-β3影響

抑制類器官形成，誘導(dǎo)纖維化樣結(jié)構(gòu)

促進(jìn)軟骨形成和ECM沉積

共培養(yǎng)折中方案

使用10% FCS基礎(chǔ)培養(yǎng)基，避免TGF-β3

同樣使用該條件，犧牲部分軟骨誘導(dǎo)效率

?? 應(yīng)用前景

1. 可用于研究滑膜炎癥如何影響軟骨退化；

2. 支持藥物篩選與個(gè)體化治療研究；

3. 為人類關(guān)節(jié)炎機(jī)制研究提供更具生理相關(guān)性的體外模型。

Kirkstall Quasi Vivo®類器官串聯(lián)芯片3D仿生共培養(yǎng)系統(tǒng)

Kilby Gravity 微重力培養(yǎng)系統(tǒng)