3D In Vitro Models of the Bone Marrow Niche

骨髓 干细胞 去细胞化 造血 生物 3D生物打印 造血干细胞 间质细胞 细胞生物学 计算生物学 类有机物 系统生物学 间充质干细胞 免疫学 组织工程 神经科学 利基 干细胞巢 药物开发 血细胞 三维细胞培养 间充质干细胞的临床应用 细胞 祖细胞 计算模型 模式生物 细胞外基质
作者
Pasqualina Scala,Bianca Serio,Valentina Giudice
出处
期刊:ACS Biomaterials Science & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (1): 110-127 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsbiomaterials.5c01421
摘要

The bone marrow niche is a specialized microenvironment sustaining a hematopoietic stem cell (HSC) pool and regulating the production of mature blood cells. Its exact composition and mechanisms remain incompletely defined, mainly due to the lack of in vitro models that accurately reproduce its physiological three-dimensional (3D) architecture and cellular crosstalk. Two-dimensional cultures fail to sustain HSC quiescence and stemness, while advanced 3D systems can reproduce key structural and mechanism cues of the niche. In this review, we first describe physiological cellular, stromal, and matrix components of the bone marrow niche, highlighting their coordinated regulation of HSC maintenance, proliferation, and mobilization. We then critically examine current approaches for 3D in vitro bone marrow models, including scaffold-based methods, decellularized models, spheroid and organoid systems, 3D bioprinting applications, and organ-on-chip technologies, discussing their advances, limitations, and potential disease modeling in this field. Finally, we outline how these technologies could deepen our understanding of hematopoiesis mechanisms, clonal evolution, and niche-mediated drug resistance. We also highlight the pros and cons of each methodology and future directions toward standardized protocols, integrating tissue components, and the use of human cells to enhance reproducibility and clinical relevance. Advances like bone marrow-on-a-chip, computational models, and patient-specific systems will help bridge the gap between in vitro and in vivo studies, enabling drug testing, stem cell expansion, and gene editing strategies, including chimeric antigen receptor expression. Bone marrow models have evolved from simple 2D cultures to advanced 3D and organ-on-a-chip systems, significantly improving our understanding of hematopoiesis and accelerating new therapies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
3秒前
3秒前
3秒前
秋爽驳回了852的应助
3秒前
noyal完成签到,获得积分10
4秒前
AAA小秦科研1412完成签到,获得积分10
5秒前
uhi发布了新的文献求助10
6秒前
思源的应助被精明一寡采纳,获得10
6秒前
Enigma_GEB的应助被ning采纳,获得10
7秒前
5tcl发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
Sakura发布了新的文献求助10
9秒前
Owen的应助被小钻风采纳,获得20
10秒前
11秒前
南海子完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
Xiang发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.4的应助被5tcl采纳,获得10
16秒前
Hiraeth完成签到 ,获得积分10
17秒前
Jian发布了新的文献求助200
18秒前
在水一方的应助被朱琳采纳,获得10
20秒前
冯露瑶发布了新的文献求助10
20秒前
molihuakai的应助被朱琳采纳,获得10
20秒前
Owen的应助被朱琳采纳,获得10
20秒前
刘浩然发布了新的文献求助10
20秒前
李健的小迷弟的应助被朱琳采纳,获得10
20秒前
fancy830完成签到,获得积分10
20秒前
小马甲的应助被朱琳采纳,获得10
20秒前
Zhu完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
BJTU9828完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
慕青的应助被RAIN采纳,获得10
22秒前
23秒前
23秒前
Huang2317完成签到 ,获得积分10
24秒前
Enigma_GEB的应助被六时月采纳,获得10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Biographisches Lexikon der hervorragenden Ärzte der letzten fünfzig Jahre [1880–1930]. Zugleich Fortsetzung des Biographischen Lexikons der hervorragenden Ärzte aller Zeiten und Völker 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7786454
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9325358
关于积分的说明 20404039
捐赠科研通 7375544
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321700
关于科研通互助平台的介绍 2469733
邀请新用户注册赠送积分活动 2338404