» » 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
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?Кого и зачем приносили в жертву Древние Египтяне?На МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Ученые пытаются понять, как могла появиться жизнь на ВенереПочему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой