实验室培养的类器官——模仿器官解剖结构和功能的微小细胞结构——在医学研究中正变得越来越有用。大脑、肺和其他器官的这种微型模型已经存在多年，但为骨组织创建它们已被证明异常困难。骨骼与众不同，因为其不同的细胞类型存在于细胞外基质中，这是一个不断重塑的胶原蛋白和矿物质网络。先前类器官的尝试未能捕捉到人类骨细胞如何与该基质平行形成并与之相互作用。然而，现在，研究人员表示，他们已经开发出一种逼真的模型，这将有助于他们更好地了解一系列具有挑战性的骨骼疾病。
荷兰拉德堡德大学医学中心的细胞生物学家、主要作者阿纳特·阿基瓦表示，一项发表在《先进功能材料》上的新研究展示了首个具有骨骼形成关键早期阶段“统一视图”的类器官。阿基瓦及其同事发现，通过施加机械力来模拟人体内塑造骨骼的应力，他们可以触发骨髓干细胞转化为成骨细胞和生长调节骨细胞，两者共同产生它们发挥功能所需的所有蛋白质。研究人员的过程还促进了与人类骨组织细胞外基质非常相似的细胞外基质的生长。生长四周后的最终产品：一个微型编织骨圆柱体，在生物体内，这种骨骼是首先沉积的骨骼类型，随后被更成熟的形式取代。
研究人员可以使用这种新工具来观察在构建过程出错时分子水平上会发生什么，从而导致影响全球数千万人的骨骼疾病。其中一种疾病是成骨不全症，或称“脆骨病”，这是一种遗传性疾病，会削弱细胞外基质，并可能在人的一生中导致数百次自发性骨折。骨肉瘤等骨癌也涉及功能失调的骨骼形成，该模型可以探索癌细胞如何浸润细胞外基质并形成不需要的新骨骼。
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苏黎世联邦理工学院生物力学研究所副主任拉尔夫·穆勒表示，骨骼类器官还可以帮助医生开发高度个性化的疗法，他没有参与这项研究。为了制定治疗计划，研究人员可以从患者的活体组织样本中培养类器官，并测试个体的骨骼将如何对各种干预措施做出反应。
阿基瓦说：“我们有一个可靠的骨骼形成系统。” “我们实际上可以深入到细节，研究究竟出了什么问题，以及我们如何才能修复它。”