» » Остеоцит в искусственном матриксе

Остеоцит в искусственном матриксе


Остеоцит в искусственном матриксе

На этой фотографии, сделанной при помощи сканирующего электронного микроскопа, запечатлен черепной остеоцит — клетка костной ткани позвоночных животных. Он выращен из культуры клеток зачатков челюстных костей эмбрионов мышей в специально разработанной трехмерной среде. Чтобы остеоцит было лучше видно, на фото его раскрасили красным цветом. Сразу бросается в глаза, насколько он сложно устроен: многочисленные отростки отходят от клетки в разные стороны — они нужны для контакта с другими клетками кости, которые сообща трудятся над ее формированием.

В ходе эмбрионального развития кости возникают двумя путями из двух групп клеток. Большая часть скелета развивается из мезодермы на основе предварительно сформировавшейся хрящевой ткани. А кости черепа формируются из совсем других клеток — клеток нервной трубки — непосредственно, без стадии хряща. Предшественники остеоцитов, остеобласты синтезируют костный матрикс — межклеточное вещество, основой которого является минерал гидроксиапатит, придающий кости твердость. В нем клетки замуровываются, превращаясь в остеоциты. Сами клетки находятся в полостях — костных лакунах, а вокруг их отростков образуются костные канальцы, по которым питательные вещества проникают из кровеносных сосудов в костные клетки. Остеоциты контролируют состояние костного матрикса и обмен веществ между костью и кровью. Остеоцит на фотографии уже успел замуроваться.

Разумеется, было бы полезно искусственно выращивать эти клетки для исследований и медицинских нужд. Однако есть один нюанс: большинство клеточных культур в лабораториях выращивают в плоских чашках Петри — среде совершенно не похожей на трехмерную структуру реальной кости. Предшественники остеобластов, ограниченные плоским субстратом, представляют не слишком показательную картину для исследования формирования и роста костей. Чтобы создать более жизнеподобную систему, исследователи придумали искусственный матрикс для выращивания костной ткани — именно в таком матриксе удобно расположилась клетка на фотографии.


Остеоцит в искусственном матриксе

Остеоцит в искусственном матриксе

Остеоциты в искусственном матриксе спустя три недели после дифференциации клеток: A — остеоцит в лакуне пустил отростки к соседним клеткам, образовав канальцеподобные структуры (показаны стрелками); B — остеобласт только начинает перестраивать окружающий матрикс в лакуноподобную полость; C — фотография трехмерной микросреды, где расположились несколько костных клеток. Масштабные линейки в A и B — 3 мкм, в C — 10 мкм. Фото из статьи B. Namkoong et al., 2015. Recapitulating cranial osteogenesis with neural crest cells in 3-D microenvironments


Искусственный матрикс создан на основе желатина, а желатин, в свою очередь, является продуктом переработки коллагена — основного компонента соединительной ткани животных. В таких условиях, в отличие от чашек Петри, клетки не только приобретают характерную для остеобластов и остеоцитов морфологию, но и начинают синтезировать набор белков, характерный для клеток кости, и формировать костный матрикс. Показано, что такой матрикс способствует также дифференциации клеток-предшественников остеобластов и в случае их мезодермального происхождения.

Фото © Arkhat Abzhanov с конкурса The Art of Research 2016 года, организованного Имперским колледжем Лондона.

Источник: B. Namkoong et al., 2015. Recapitulating cranial osteogenesis with neural crest cells in 3-D microenvironments.

Вероника Самоцкая, Евгения Правдолюбова

25 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Децеллюляризованное сердце

На фото изображено сердце свиньи, прошедшее децеллюляризацию — очистку органа от всех клеток, в результате которой остается пустой «каркас» из внеклеточного матрикса, полностью сохраняющий свою

Истощение Т-лимфоцитов

Эта микрофотография показывает, как Т-лимфоциты (желтые) атакуют раковую клетку (розовая), которую они узнают по антигенам на ее поверхности...

Картирована мышечная активность живой гидры

Хотя гидры — одни из самых простых и примитивных по своему строению живых существ, их изучение продолжает преподносить сюрпризы. Новое исследование показало, что на удивление сложное для такого
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Впервые получены структуры контактной и сольватноразделённой ионных пар силенил-литиевого соединенияOstrovok.ru – огромная база отелей по всему мируВ человеческом неокортексе есть редкий тип нейронов, отсутствующий у шимпанзе и гориллРазработан новый тип секретных чернилО применении знания каббалы на практикеУникальная сверхновая поставила астрономов в тупикУ одной из ближайших звезд обнаружена потенциально обитаемая планетаSpaceX выбрала девять мест на Марсе для высадки