3Dヒト誘導多能性幹細胞由来のバイオエンジニアリング骨格筋による組織、疾患、そして治療のモデル化

骨格筋は、力を発生させる多核筋線維からなる複雑な組織であり、複数の細胞型によって支えられています。多くの重度で致命的な障害が骨格筋に影響を及ぼすため、そのような細胞の複雑さと機能を再現するエンジニアリングモデルは、筋肉の病態生理を調査し、治療法を開発する上で重要です。ここでは、ヒト誘導多能性幹細胞からの多系統骨格筋のモジュラー3Dバイオエンジニアリングについて詳述し、まず筋発生、神経、血管前駆細胞に分化させ、次に3Dハイドロゲル内で張力の下で組み合わせて、血管ネットワークと運動ニューロンを含む整列した筋線維スキャフォールドを生成します。3Dバイオエンジニアリングされた筋肉は、筋幹細胞マーカーを発現する細胞のプールの確立を含む、人間の骨格筋の形態学的および機能的特徴を再現します。重要なことに、バイオエンジニアリング筋肉は、突然変異ラミンによって引き起こされる筋ジストロフィーにおける変形核の出現など、筋病理学を研究するための高忠実度プラットフォームを提供します。このプロトコルは、細胞培養の経験があるオペレーターにとって従いやすく、構築物内の細胞系統の数に応じて9日から30日かかります。また、in vitroでの遺伝子および細胞治療のテストやin vivo研究のためのこの高度なプラットフォームの応用例を提供し、次世代の神経筋または筋骨格治療法を開発するためのツールとしての可能性を示す原理の証拠を提供します。