使用原代细胞3D生物打印皮肤组织模型

导读

皮肤是我们与外部环境的第一个主要接口，是一个非常有吸引力的再生器官，在过去40年里，科学家们对它进行了大量的探索（Loai, 2019;Tarassoli, 2017）。皮肤组织模型的广泛应用领域，从药物筛选到化妆品测试和伤口愈合研究，部分原因是因为皮肤组织的组成相对简单，可以描述为两个主要层，每层都具有一种主要细胞类型。在过去已经建立了2D模型和培养系统。然而，这些模型并不能完全重述原生皮肤，也缺乏3D模型提供的空间组织(Loai,2019; Singh,2020;Vijayavenkataraman,2016)。为了增加物理相关性，提高体外结果与体内条件的可译性，迫切需要3D皮肤组织模型。

仪器：CELLINK  BIOX

墨水：GelXA Skin生物墨水和Col MA生物墨水

细胞：人真皮成纤维细胞、表皮角质形成细胞

过程：

❶设计皮肤模型

❷打印真皮层和表皮层

❸3D生物打印皮肤组织模型转移到transwell板中，皮肤组织模型从液体培养到气液界面培养。

结果：

该皮肤组织模型的构建方法创建了一个完整且坚固的结构，可保持它在整个实验过程中的形状。样品横切面的H&E染色初步表明，6天时真皮和表皮这两个隔室之间的连接很弱。但在第14天，两层已经合并(图4)。在第14天，可以看到表皮平滑地跟随真皮的轮廓，真皮和角质形成细胞开始重组。

进一步观察表皮发育，免疫荧光图像显示角蛋白14的表达在整个培养过程中保持不变，而角蛋白10和聚丝蛋白的表达在第14天增加。角蛋白10作为分化角质细胞的标记物，位于表皮的中间部分，而角化层的标记物聚丝蛋白应位于表皮的最外层。角蛋白10和聚丝蛋白表达的明显增加表明角质细胞已经开始分化。在第14天，聚丝蛋白的表达向结构的顶部，朝向气-液界面，显示了细胞在生物打印模型内的重组能力。

总结：

这项研究举例说明了如何使用原代细胞培养系统和CELLINK的3D生物打印平台进行全厚度皮肤组织模型的3D生物打印。

★ GelXA SKIN生物墨水为皮肤发育提供了良好的环境，ColMA表皮生物墨水支持皮肤组织模型内表皮的形成。

★ 该皮肤模型设计为表皮和真皮的发育形成了一个稳定的平台，在14天的培养期间保持稳定，但它可以培养更长时间，以允许其他真皮和表皮标记物进一步成熟。