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閱讀：507        發布時間：2023-11-16

隨著醫學界對帕金森病(Parkinson's disease, PD)研究的不斷深入以及全球社會人口老齡化問題的凸現，人們對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動區域的黑質中多巴胺能神經元的喪失為主要病理機制的神經退行性疾病，全世界有數百萬人受其影響。在我國，65歲以上人群PD的患病率約為1.7%^[1]，近年來的發病率呈明顯升高趨勢。

 

帕金森病患者會出現震顫、肌肉僵硬、協調和平衡困難等癥狀，對患者及其家庭的生活質量有著重大影響。目前尚無特效藥物可以逆轉疾病的進程，病人只能依靠現有藥物延緩病情的發展，急需新藥物和新療法的出現來改善患者的生存質量^[2]。

3D生物打印助力帕金森疾病模型構建新思路

神經類藥物的研發是醫藥研發領域的難題。盡管困難重重，3D生物打印機BIO X開發了一個詳細的端到端的生物打印試驗方案^[3]，闡述了如何在使用間充質干細胞(MSC)進行生物打印時，最大限度地提高用于帕金森病病理和新藥研究的神經細胞三維模型構建成功率。

圖1. 運行中的3D生物打印機BIO X

 

盡管Willerth博士團隊在過去的一年中已經在3D生物打印機的3D細胞建模能力方面取得了顯著的進步，但如此嚴謹的科學研究仍然充滿挑戰。他們創新的端到端實驗方案強調了研究人員需要考慮的各個環節，包括從細胞培養基的選擇，到滅菌方案的制定，再到下游生物表征分析，以確保最終呈現高質量的研究結果。

 

圖2.3D生物打印帕金森病神經細胞三維模型的端到端實驗方案[3]

該實驗方案充分利用了3D生物打印技術制造活體組織模型的強大功能。基于間充質干細胞(MSC)是一種頗具潛力的生物打印細胞類型，研究人員利用干細胞可大量擴增并分化為多種正常和疾病細胞類型的特點, 構建了對疾病研究具有重要價值的體外模型。該方案詳細描述了如何將細胞培養與生物打印過程相結合，即從如何在打印前培養細胞開始，到3D生物打印細胞，最后到打印后的三位細胞結構培養過程。方案中還介紹了制備生物墨水、設置生物打印機 BIO X 和計算機輔助設計(CAD)文件的過程。最后還展示了關于MSC的2D和3D細胞培養物向多巴胺能神經元分化的經驗分享,以及相關的細胞生存能力、免疫細胞化學、電生理學和多巴胺酶聯免疫吸附試驗(ELISA)等檢測和統計分析方法，助您開展干細胞誘導神經類分化方向的三維細胞模型實驗揚帆啟航。

面對我國目前針對帕金森病的治療和緩解類可選藥物品種有限的現狀，借助新穎的3D生物打印技術或將為提升神經類疾病靶向藥物在臨床前研究的成功率帶來新的希望。

 

 

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-參考來源-

 

[1] 北京大學新聞網，基礎醫學院鄭瑞茂團隊發現帕金森病相關新機理 (pku.edu.cn)

[2] 丁香園，一文總結 | 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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