導讀

皮膚是我們與外部環(huán)境的第一個主要接口，是一個非常有吸引力的再生器官，在過去40年里，科學家們對它進行了大量的探索（Loai, 2019;Tarassoli, 2017）。皮膚組織模型的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，從藥物篩選到化妝品測試和傷口愈合研究，部分原因是因為皮膚組織的組成相對簡單，可以描述為兩個主要層，每層都具有一種主要細胞類型。在過去已經(jīng)建立了2D模型和培養(yǎng)系統(tǒng)。然而，這些模型并不能完全重述原生皮膚，也缺乏3D模型提供的空間組織(Loai,2019; Singh,2020;Vijayavenkataraman,2016)。為了增加物理相關(guān)性，提高體外結(jié)果與體內(nèi)條件的可譯性，迫切需要3D皮膚組織模型。

儀器：CELLINK  BIOX

墨水：GelXA Skin生物墨水和Col MA生物墨水

細胞：人真皮成纖維細胞、表皮角質(zhì)形成細胞

過程：

❶設(shè)計皮膚模型

❷打印真皮層和表皮層

❸3D生物打印皮膚組織模型轉(zhuǎn)移到transwell板中，皮膚組織模型從液體培養(yǎng)到氣液界面培養(yǎng)。

結(jié)果：

該皮膚組織模型的構(gòu)建方法創(chuàng)建了一個完整且堅固的結(jié)構(gòu)，可保持它在整個實驗過程中的形狀。樣品橫切面的H&E染色初步表明，6天時真皮和表皮這兩個隔室之間的連接很弱。但在第14天，兩層已經(jīng)合并(圖4)。在第14天，可以看到表皮平滑地跟隨真皮的輪廓，真皮和角質(zhì)形成細胞開始重組。

進一步觀察表皮發(fā)育，免疫熒光圖像顯示角蛋白14的表達在整個培養(yǎng)過程中保持不變，而角蛋白10和聚絲蛋白的表達在第14天增加。角蛋白10作為分化角質(zhì)細胞的標記物，位于表皮的中間部分，而角化層的標記物聚絲蛋白應(yīng)位于表皮的最外層。角蛋白10和聚絲蛋白表達的明顯增加表明角質(zhì)細胞已經(jīng)開始分化。在第14天，聚絲蛋白的表達向結(jié)構(gòu)的頂部，朝向氣-液界面，顯示了細胞在生物打印模型內(nèi)的重組能力。

總結(jié)：

這項研究舉例說明了如何使用原代細胞培養(yǎng)系統(tǒng)和CELLINK的3D生物打印平臺進行全厚度皮膚組織模型的3D生物打印。

★ GelXA SKIN生物墨水為皮膚發(fā)育提供了良好的環(huán)境，ColMA表皮生物墨水支持皮膚組織模型內(nèi)表皮的形成。

★ 該皮膚模型設(shè)計為表皮和真皮的發(fā)育形成了一個穩(wěn)定的平臺，在14天的培養(yǎng)期間保持穩(wěn)定，但它可以培養(yǎng)更長時間，以允許其他真皮和表皮標記物進一步成熟。