Developing, characterising and testing a humanised 3D in vitro bone model, capable of long-term osteocyte culture

开发、表征和测试能够进行长期骨细胞培养的人源化 3D 体外骨模型

基本信息

  • 批准号:
    2873694
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2019 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This new ability to maintain osteocytes in culture represents a substantial breakthrough forthe bone research field and the technology now provides us with a unique opportunity to develop an in vitromodel, containing all three of the key cell types required for bone remodelling, that could replace some of thecurrently used in vivo models.ObjectivesDevelop an organotypic model of bone remodelling comprising human osteoclasts, osteoblasts and osteocytes.Validate the ability of the model to recapitulate bone remodelling and response to existing drug treatments.Miniaturise the assay into a format suitable for application as a drug screening tool.Our self-structuring bone formation model (SSBM) has, for the first time, enabled differentiation and long-termculture of osteocytes. Now we will use this unique organ culture technology to develop an in vitro modelthat recapitulates the more physiologically and medically relevant scenario of bone remodelling. Thiswill require the incorporation and sustainment of osteoblasts and osteoclasts in addition to the osteocytes andwill necessitate substantially more complicated readouts to assess the activity of each of the three cell typespresent and the integrity and composition of the bone produced.We will use our SSBM as an active, living substrate to support the additional cell types required for boneremodelling: Osteoblasts and osteoclasts. We will then validate the resulting organotypic model of boneremodelling and move towards miniaturisation to produce a screening platform that can be used to test noveldrugs for efficacy.Hypotheses: 1.2.3.4.The SSBM constructs will support osteoblast survival, maturation and bone matrix productionand mineralisation by providing a physiological environment and stimulation through cellularinteractions with osteocyte canaliculi.The SSBM will support osteoclast survival, maturation and bone resorption activity (asabove).Communication between osteoblasts, osteoclasts and osteocytes via direct cell contact andsecretion of cytokines/growth factors (e.g. RANKL and OPG) will regulate bone resorptionrates resulting in an organotypic model of bone remodelling.The organotypic model will be useful as a screening platform to test novel therapeuticsFuture 3Rs Impact: This project involves the development of our ground-breaking osteocyte-culturemethod into a more medically relevant model, its validation as an accurate and useful model of aphysiological process and its application as a drug screening tool.
这种在培养中保持骨细胞的新能力代表着骨研究领域的重大突破,该技术现在为我们提供了一个独特的机会来开发一种体外模型,该模型包含骨重建所需的所有三种关键细胞类型,可以取代目前在体内使用的一些模型。目的开发一种由人破骨细胞、成骨细胞和成骨细胞组成的骨重建的器官模型。验证该模型概括骨重建和对现有药物治疗的反应的能力。将该分析微型化为适合作为药物筛选工具应用的格式。我们的自结构骨形成模型(SSBM)首次实现了骨细胞的分化和长期培养。现在,我们将使用这一独特的器官培养技术来开发一个体外模型,该模型概括了更具生理学和医学相关性的骨重建场景。这将需要成骨细胞和破骨细胞在骨细胞之外的结合和维持,并需要更复杂的读数来评估存在的三种细胞类型中的每一种的活性以及所产生的骨的完整性和组成。我们将使用我们的SSBM作为活性的、活的底物来支持骨建模所需的额外的细胞类型:成骨细胞和破骨细胞。然后,我们将验证得到的骨模型的器官模型,并走向微型化,以产生一个筛选平台,可以用于测试新药的有效性。假设:1.2.3.4 SSBM构建物将通过提供生理环境和通过细胞与骨细胞相互作用的刺激来支持成骨细胞的存活、成熟和骨基质的产生和矿化。SSBM将支持破骨细胞的存活、成熟和骨吸收活动(如上所述)。成骨细胞之间的交流,破骨细胞和骨细胞通过直接细胞接触和分泌细胞因子/生长因子(如RANKL和OPG)将调节骨吸收率,从而形成骨重构的器官型模型。器官型模型将作为筛选平台用于测试新的治疗方法未来3Rs的影响:该项目涉及将我们开创性的骨细胞培养方法开发成更具医学相关性的模型,它被验证为一种准确和有用的过敏过程模型,并将其应用于药物筛选工具。

项目成果

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