イメージングマイクロプレート中のプレキャストポリ(エチレングリコール)(PEG)ヒドロゲルを用いた血管化骨形成骨髄ニッチの簡単な確立

骨と骨髄は高度に血管新生し、構造的に複雑な臓器であり、癌と転移形成の部位です。血管新生を含む骨および骨髄特異的機能を再現し、薬物スクリーニングと適合する in vitro モデルが非常に望ましい。このようなモデルは、単純で構造的に無関係な2次元(2D)in vitro モデルと、より高価で倫理的に困難な in vivo モデルとの間のギャップを埋めることができます。この記事では、血管新生した骨形成性骨髄ニッチを生成するための、操作されたポリ(エチレングリコール)(PEG)マトリックスに基づく制御可能な3次元(3D)共培養アッセイについて説明します。PEGマトリックス設計により、カプセル化を必要としない簡単な細胞播種ステップで3D細胞培養の開発が可能になり、複雑な共培養システムの開発が可能になります。さらに、マトリックスは透明で、ガラス底の96ウェルイメージングプレートにプレキャストされているため、システムは顕微鏡検査に適しています。ここに記載のアッセイでは、ヒト骨髄由来間葉系間質細胞(hBM-MSC)を、十分に発達した3D細胞ネットワークが形成されるまで最初に培養する。続いて、GFP発現ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)が添加される。培養開発に続いて、明視野顕微鏡および蛍光顕微鏡が続きます。hBM-MSCネットワークの存在は、 そうでなければ形成されず、少なくとも7日間安定している血管様構造の形成を支持する。血管様ネットワーク形成の程度は容易に定量化することができる。このモデルは、共培養の4日目と7日目のアルカリホスファターゼ(ALP)活性の増加によって評価されるように、hBM-MSCの骨形成分化を促進する骨形成タンパク質2(BMP-2)を培地に補充することにより、骨形成性骨髄ニッチに向けて調整できます。この細胞モデルは、さまざまながん細胞を培養し、それらが骨および骨髄特異的な血管ニッチとどのように相互作用するかを研究するためのプラットフォームとして使用できます。また、自動化やハイコンテント解析にも適しており、再現性の高い培養条件下での抗がん剤スクリーニングが可能です。