隨著醫(yī)學(xué)界對(duì)帕金森病(Parkinson's disease, PD)研究的不斷深入以及全球社會(huì)人口老齡化問(wèn)題的凸現(xiàn)，人們對(duì)帕金森病的了解也日漸增多。帕金森病是一種以大腦中控制運(yùn)動(dòng)區(qū)域的黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元的喪失為主要病理機(jī)制的神經(jīng)退行性疾病，全世界有數(shù)百萬(wàn)人受其影響。在我國(guó)，65歲以上人群PD的患病率約為1.7%[1]，近年來(lái)的發(fā)病率呈明顯升高趨勢(shì)。
帕金森病患者會(huì)出現(xiàn)震顫、肌肉僵硬、協(xié)調(diào)和平衡困難等癥狀，對(duì)患者及其家庭的生活質(zhì)量有著重大影響。目前尚無(wú)特效藥物可以逆轉(zhuǎn)疾病的進(jìn)程，病人只能依靠現(xiàn)有藥物延緩病情的發(fā)展，急需新藥物和新療法的出現(xiàn)來(lái)改善患者的生存質(zhì)量[2]。
3D生物打印助力帕金森疾病模型構(gòu)建新思路
神經(jīng)類藥物的研發(fā)是醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域的難題。盡管困難重重，3D生物打印機(jī)BIO X開(kāi)發(fā)了一個(gè)詳細(xì)的端到端的生物打印試驗(yàn)方案[3]，闡述了如何在使用間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)進(jìn)行生物打印時(shí)，最大限度地提高用于帕金森病病理和新藥研究的神經(jīng)細(xì)胞三維模型構(gòu)建成功率。
圖1. 運(yùn)行中的3D生物打印機(jī)BIO X
盡管Willerth博士團(tuán)隊(duì)在過(guò)去的一年中已經(jīng)在3D生物打印機(jī)的3D細(xì)胞建模能力方面取得了顯著的進(jìn)步，但如此嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究仍然充滿挑戰(zhàn)。他們創(chuàng)新的端到端實(shí)驗(yàn)方案強(qiáng)調(diào)了研究人員需要考慮的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括從細(xì)胞培養(yǎng)基的選擇，到滅菌方案的制定，再到下游生物表征分析，以確保最終呈現(xiàn)高質(zhì)量的研究結(jié)果。
圖2.3D生物打印帕金森病神經(jīng)細(xì)胞三維模型的端到端實(shí)驗(yàn)方案[3]
該實(shí)驗(yàn)方案充分利用了3D生物打印技術(shù)制造活體組織模型的強(qiáng)大功能?；陂g充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)是一種頗具潛力的生物打印細(xì)胞類型，研究人員利用干細(xì)胞可大量擴(kuò)增并分化為多種正常和疾病細(xì)胞類型的特點(diǎn), 構(gòu)建了對(duì)疾病研究具有重要價(jià)值的體外模型。該方案詳細(xì)描述了如何將細(xì)胞培養(yǎng)與生物打印過(guò)程相結(jié)合，即從如何在打印前培養(yǎng)細(xì)胞開(kāi)始，到3D生物打印細(xì)胞，最后到打印后的三位細(xì)胞結(jié)構(gòu)培養(yǎng)過(guò)程。方案中還介紹了制備生物墨水、設(shè)置生物打印機(jī) BIO X 和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)文件的過(guò)程。最后還展示了關(guān)于MSC的2D和3D細(xì)胞培養(yǎng)物向多巴胺能神經(jīng)元分化的經(jīng)驗(yàn)分享,以及相關(guān)的細(xì)胞生存能力、免疫細(xì)胞化學(xué)、電生理學(xué)和多巴胺酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)等檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析方法，助您開(kāi)展干細(xì)胞誘導(dǎo)神經(jīng)類分化方向的三維細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)揚(yáng)帆啟航。
面對(duì)我國(guó)目前針對(duì)帕金森病的治療和緩解類可選藥物品種有限的現(xiàn)狀，借助新穎的3D生物打印技術(shù)或?qū)樘嵘窠?jīng)類疾病靶向藥物在臨床前研究的成功率帶來(lái)新的希望。
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3D生物打印系統(tǒng)BIO X
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-參考來(lái)源-
[1] 北京大學(xué)新聞網(wǎng)，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院鄭瑞茂團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)帕金森病相關(guān)新機(jī)理 (pku.edu.cn)
[2] 丁香園，一文總結(jié) | 帕金森病的診療、用藥 - 丁香園 (dxy.cn)
[3] Protocol for 3D Bioprinting Mesenchymal Stem Cell–derived Neural Tissues Using a Fibrin-based Bioink, published: Vol 13, Iss 9, May 5, 2023 DOI: 10.21769/BioProtoc.4663 Views: 740
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