3D生物打印人体滑膜-软骨模型模拟类风湿性关节炎微环境并再现体内治疗反应

类风湿关节炎（RA）模型在治疗发现和基础研究中发挥着关键作用。然而，现有模型在准确模拟体内微环境方面存在局限性，并且缺乏复杂的细胞间相互作用。在此，本研究提出了一种体外RA模型，该模型能够真实复刻体内软骨和滑膜衬里的功能和组成特性，通过将软骨细胞再细胞化到II型胶原蛋白支架上，并利用3D生物打印技术构建包含成纤维样滑膜细胞（FLS）和促炎性巨噬细胞的顶层以及保护屏障巨噬细胞的底层的双层明胶-基质胶水凝胶来建立。

这种滑膜—软骨系统重现了类似于RA的关键炎症过程，包括促炎介质和降解酶的产生增加、活性氧的生成、FLS向软骨的侵袭、巨噬细胞表型的改变以及软骨细胞外基质成分的耗竭。所建立的模型能够有效地筛选抗关节炎药物，这一点通过使用celecoxib和tofacitinib得到了验证。此外，转录组和蛋白质组学分析证实，该模型能精准模拟体内病理状态。值得注意的是，与类风湿关节炎（RA）的大鼠模型相比，这种体外模型能够反映疾病对药物的应答反应。综上，这项研究为RA治疗药物的临床前筛选提供了可靠的体外人滑膜-软骨模型。

图1. 具有保护屏障层的仿生人体滑膜-软骨模型用于类风湿性关节炎（RA）治疗的示意图及其在临床前药物评估中的应用。通过细胞凋亡、免疫反应、表型改变、合成代谢和分解代谢活性以及氧化应激水平和相关信号通路的检测，评估体外类风湿性关节炎模型的建立及其对药物的反应。TNF，肿瘤坏死因子；IL-6，白细胞介素-6；MMPs，基质金属蛋白酶。

引用文献

Huiqun Zhou, Zhen Zhang, Yulei Mu, et al. 3D Bioprinted Human Synovium-Cartilage Models Mimic Rheumatoid Arthritis Microenvironment and Recapitulate In Vivo Therapeutic Responses. Advanced Materials.2026 Feb;38(8):e13952.

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该项研究中，使用了欣博盛生物（NeoBioscience Technology Co, Ltd）的Human IL-7和IgM ELISA试剂盒，用于检测细胞培养上清液中的相关指标含量。