$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
يشكل الجلد حاجزا واقيا عن طريق منع فقدان الماء ودخول العوامل المسببة للأمراض. وهي مكونة من ثلاثة عناصر رئيسية هي؛ وانسجة الأدمة غنية 1، البشرة طبقية 2،3،4 على أعلى من ذلك، والوصل البشروي الأدمي بين 5،6. وتتكون الأدمة إلى حد كبير من الكولاجين والألياف المرنة وذات كثافة سكانية منخفضة مع الخلايا الليفية 7. في المقابل، وتتكون البشرة خلايا غنية من طبقات متعددة من الخلايا الكيراتينية. الخلايا الكيراتينية من الطبقة الداخلية الأكثر هي التكاثري وتوفر الخلايا القاعدية الجديدة التي تجديد واستبدال الخلايا الكيراتينية التفريق عضال التي تتحرك باستمرار إلى الخارجية، حيث ان معظم طبقة من الجلد وفقدت النواة ومادة هيولية، مما أدى إلى طبقة متقرن الذي يخضع ل التقشر.
تقاطع طريق الجلد، البشرة، نوع معين من الغشاء القاعدي، هو بنية معقدة تتألف من ربط جزيئات المصفوفة، التي tetheRS البشرة إلى الأدمة. ألياف الكولاجين الأول من الأدمة شابك مع الكولاجين السابع ترسو الألياف التي ترتكز على الكولاجين الرابع الصفيحة الغنية الكثيفة. رسو خيوط (laminin 5، والكولاجين السابع عشر وintegrins) بدورها تربط الكثيفة الصفيحة مع hemidesmosomes من الخلايا الكيراتينية القاعدية. الكيراتينية القاعدية (الطبقة القاعدية) لديها القدرة على التكاثر وتجديد، وكذلك يفرق وتطبق على شكل طبقات suprabasal. الشائكة الطبقة، الطبقة الحبيبية، وأخيرا الطبقة القرنية، وهو ما يمثل سطح تلامس الجلد مع البيئة. طريقها من الطبقة القاعدية إلى الطبقة متقرن، الكيراتينية تبديل أنماط التعبير من cytokeratins وأخيرا الخضوع لموت الخلايا المبرمج ويغلف أنفسهم في متقرن المظاريف، هياكل من البروتينات المحددة التي crosslinked تساهميا حسب النشاط الغلوتامين.
إعادة الجلد وطبقات في المختبر، بما في ذلك الهياكل المعقدة لل تقاطع طريق الجلد، البشرة والجلد المصفوفة خارج الخلية، ولمحاكاة عملية التقرن، لديها علماء ومفتون bioengineers دام مهمة صعبة. كانت هناك تقدما كبيرا في هندسة الأنسجة الجلد، على سبيل المثال، استخراج ناجحة من خلايا الجلد من الخزعات المرضى وتوليد الثقافات عضوي النمط الجلد باستخدام خلايا الجلد المستمدة من المريض (8). ومع ذلك، لا تزال المشاكل التي لم تحل الذي يخص لإفراز الفقراء من البروتينات المصفوفة خارج الخلية من خلايا الجلد أنفسهم ومما أدى إلى نماذج الجلد دون المستوى الأمثل. وعلاوة على ذلك، فإن الوقت اللازم لتوليد 3D عضوي النمط الجلد شارك في الثقافة باستخدام البروتوكولات الحالية تتراوح ما بين 4-8 أسابيع، وهي الفترة الزمنية التي يحتمل أن تكون مختصرة مع إدماج crowders الجزيئات. تقليل الوقت اللازم ثقافة ينقذ تكلفة كاشف، ويقلل من حدوث الشيخوخة الخلايا ويقلل من وقت انتظار المريض يجب استخدام المنتج في العيادة.
ر "> الجزيئات الازدحام (MMC) ينطوي على إدخال جزيئات محددة إلى مستنبت لتوليد آثار حجم استبعادها. هذه تؤثر على معدلات التفاعل الأنزيمية بما في ذلك انشقاق بروتين من بروكولاغين وهو تأخر في ظل ظروف ثقافة المائية القياسية
9-13 تحت MMC، التفاعلات الأنزيمية وسارعت دون زيادة كمية الكواشف
14،15 مما أدى، في حالة من الانقسام بروكولاغين، زيادة كمية الكولاجين الأول الجزيئات في الثقافات المزدحمة بالمقارنة مع الضوابط غير مزدحم
10. وتحويل بروكولاغين الكولاجين يسمح تشكيل الكولاجين المجالس، الخلايا الليفية مثقف مع MMC لمدة 48 ساعة حققت أكبر بكثير من الكولاجين أنا بالمقارنة مع الثقافات الليفية غير مزدحم مراقبة لمدة تصل إلى أربعة أسابيع
11،16،17. وإلى جانب الآثار المترتبة على الأنشطة الأنزيمية التي تؤثر على تكوين وتحقيق الاستقرار وإعادة تشكيل ECM، MMC أيضا وقد تبين لتعزيز مباشرة وتعدل الكولاجينتشكيل الألياف
18،19. نقدم هنا طريقة لتعزيز المصفوفة خارج الخلية (ECM) إنتاج خلايا الجلد، ولا سيما الخلايا الليفية الجلدية والخلايا الكيراتينية البشرة. وبالإضافة إلى ذلك، وتبين لنا أن ECM المخصب المنتجة في إطار MMC في الثقافات أحادي الطبقة يمكن decellularized وتستخدم مصفوفة المستمدة خلية نقية (CDM).
نحن نستخدم نهجا غير تقليدي لتصور ونقدر تماما ECM المودعة من قبل خلايا الجلد مثقف مع MMC. يستخدم التدخل انعكاس المجهري عادة لدراسة التفاعلات خلية مصفوفة أو نقاط الاتصال الخلية الى الزجاج. وقد استخدمت هذه التقنية في نظامنا لعرض المبلغ الإجمالي للمصفوفة تترسب على سطح الزجاج. وقد يقترن تدخل انعكاس المجهر مع المناعية الفلورية للحصول على اكبر قدر من المعلومات من حيث التكوين المصفوفة خارج الخلية ونمط، في حضور وغياب MMC.
Organotypiج الجلد المشترك الثقافات هو الطريقة الكلاسيكية لنموذج الجلد في المختبر في إطار ثلاثي الأبعاد. في حين ثنائية الأبعاد المشترك الثقافات قد يوفر معلومات مهمة، فمن محدود عند ترجمة هذه البيانات وتطبيقه مرة أخرى إلى البيئة في الجسم الحي، والتي هي بطبيعتها هيكل ثلاثي الأبعاد. الكيراتينية الجلد، وعلى وجه الخصوص، الاستقطاب وتحتوي على شرائح قمي والقاعدية التي تعتبر أساسية لتوازن والالتزام الخلية. وبالإضافة إلى ذلك، والتعبير عن البروتينات suprabasal نموذجية في الخلايا الكيراتينية فوق الطبقة القاعدية، مثل الكيراتين 1، الكيراتين 10 و filaggrin موجود فقط في سياق التقسيم الطبقي والتمايز النهائي من الخلايا الكيراتينية. كما التمايز النهائي لا يكاد يكون موجودا في الثقافات أحادي الطبقة العادية، وعادة لا يتحقق تعبير البروتين suprabasal في هذا النظام الثقافة. لذلك، تبدأ الثقافات عضوي النمط المغمورة في مستنبت، ولكن بعد ذلك ورفعت إلى واجهة الهواء السائل لدفع keratinocytالبريد التمايز. ويؤدي ذلك إلى التعبير عن علامات الطبقية، حتى التقرن وانعكاس أفضل بشكل عام من علم وظائف الأعضاء البشرة. بينما مجموعات أخرى قد ولدت من قبل عضوي النمط الجلد المشترك الثقافات بنجاح، فإن إنشاء منطقة الوصل البشروي الأدمي وظيفية قضية. هنا، نقدم طريقة جديدة لزراعة عضوي النمط الجلد المشترك الثقافات مع الغشاء القاعدي المعززة، في إطار زمني مكثف ودون المساس استحقاق هذه التركيبات. وهذا من شأنه توفير محاكيات الجلد لفي المختبر النمذجة، ودراسة علم الأحياء الجلد ومجموعة متنوعة من فحوصات الفرز.