Bone Marrow-Chip
- BioKit Model
- Guided Model
- Community Model
骨髄チップは、Emulate 社が開発とサポートの豊富な経験を有するガイド付きモデルです。このモデルは、Basic Research Kit とユーザーにて準備した細胞を使用して作成可能です。ガイド付きモデルに関しては、Human Emulation System を使用して骨髄チップを構築するためのガイドラインとテクニカルサポートを提供できます。
モデル概要
in vitro でヒト骨髄の複雑さを再現する
臓器チップにおける血管形成と培地灌流は、4 週間かけて複数の血液細胞系列の分化と成熟を促進するとともに、CD34+ 細胞の維持を改善し、骨髄損傷をより正確に再現します。
細胞分化能の促進
4 週間の培養期間により、赤血球系分化および骨髄系発達と動員が促進されます。
毒性反応の予測
骨髄チップは、臨床的に重要な濃度の既知の毒性物質に対するヒト骨髄の毒性反応を再現します。
放射線誘発性損傷のモデル
骨髄チップは、すべての細胞タイプにおける放射線誘発性減少を適切にモデル化することが示されています。
モデル患者特異的病態生理学
シュワッハマン・ダイアモンド症候群に関連する主要な血液学的異常を捕捉する能力を実証しました。
特長
培養2～4 週間後の分化を示しています。造血領域には、患者由来のCD34+ 幹細胞および前駆細胞と、フィブリンゲル内に埋め込まれた骨髄由来の支持細胞が含まれます。血管領域は、血管内分泌因子の産生、栄養分の供給、廃棄物の除去により、骨髄機能を改善します。
＜参考文献②＞Nature Biomedical Engineering volume 4, pages394–406 (2020)
細胞分化の促進
骨髄チップ内の造血細胞の総数は、28 日間の培養期間中に約300 倍に増加しました。
＜参考文献②＞Nature Biomedical Engineering volume 4, pages394–406 (2020)
毒性応答の予測
骨髄チップに血管内腔を介して5-FU を2 日間投与したところ、臨床的に関連する低μM 濃度で予測された血液毒性を示しました。一方、同様の処理を受けた懸濁液と静置ゲル共培養では、そのような毒性は観察されませんでした。
＜参考文献②＞Nature Biomedical Engineering volume 4, pages394–406 (2020)
放射線誘発性損傷
ガンマ線に曝露された骨髄チップは、1 Gy で細胞数が中等度に減少しており、4 Gy では重度の毒性を示し、ヒトの放射線感受性との一致が確認されました。
＜参考文献②＞Nature Biomedical Engineering volume 4, pages394–406 (2020)
疾患モデル化
骨髄チップは、シュワッハマン・ダイアモンド症候群患者で観察される造血異常を再現し、造血系細胞数の減少および好中球の成熟障害を示しています。
＜参考文献②＞Nature Biomedical Engineering volume 4, pages394–406 (2020)
参考文献 & Webinar
①Bone Marrow Microenvironment-On-Chip for Culture of Functional Hematopoietic Stem Cells. Front. Bioeng. Biotechnol., 20 June 2022 Sec. Tissue Engineering and Regenerative Medicine Volume 10 - 2022
Organ Model: Bone marrow (mouse)
Application: Model Development
＜概要＞
骨髄機能不全症候群や白血病などの骨髄疾患の治療法を研究するため、マウス骨髄微小環境チップを開発しました。このモデルは血管チャネルと骨髄チャネルから構成され、骨髄微小環境の重要な成分である骨芽細胞、内皮細胞、間葉系幹細胞、造血間細胞・前駆細胞を含みます。このチップは、in vitro で機能的な造血幹細胞少なくとも14 日間培養維持することが可能です。
②On-chip recapitulation of clinical bone marrow toxicities and patient-specific pathophysiology. Nat Biomed Eng 4, 394–406 (2020).
Organ Model: Bone marrow
Application: ADME-Tox
＜概要＞
薬物誘発性骨髄抑制後の骨髄損傷と回復のいくつかの側面を再現した血管化ヒト骨髄チップを作成した方法をご覧いただけます。
③Bone-chip system to monitor osteogenic diffrentiation using Optical Imaging. Microfluid Nanofluid 23, 99 (2019).
＜概要＞
骨形成分化をin vitro で研究するため骨チップを開発し、光学イメージングと組み合わせることで、培養したまま細胞の生存、増殖、分化をin vitro でモニタリングする方法をご覧いただけます。
Cancer-Bone Crosstalk in an Organ-Chip Model of Breast Cancer Metastases
＜概要＞
このWebinar では、クイーン・メアリー大学のDr. Stefan Verbruggen が、乳がんおよび前立腺がん細胞が骨組織、特に骨細胞（オステオサイト）とどのように相互作用するかを解明するための高度なOran-Chip モデルの開発に関する研究を解説しています。
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