滑膜类器官的构建及其在关节炎疾病中的应用研究综述

滑膜组织是关节的关键组成部分，其炎症、增生等病变与类风湿关节炎(RA)、骨关节炎(OA)等疾病密切相关。传统研究模型存在显著局限：2D 细胞培养缺乏 3D 结构和细胞 - 基质互作，无法模拟体内微环境;动物模型因物种差异难以再现人类疾病特征，且受伦理和成本限制。滑膜类器官作为新兴 3D 模型，能高度模拟滑膜组织的结构与功能，为研究关节疾病的发病机制、药物研发及个性化治疗提供了新工具。本综述系统阐述滑膜类器官的构建方法、应用进展及挑战，为相关研究提供参考。

来自浙江中医药大学、浙江大学的 团队在《Journal of Orthopaedic Translation》期刊发表了题为“Synovial organoids: From fundamental construction to groundbreaking applications in arthritic disorders”的综述。

核心内容如下：

滑膜类器官的构建：

细胞来源：包括滑膜间充质基质细胞(SMSC)、成纤维样滑膜细胞(FLSs)、巨噬细胞样滑膜细胞(MLSs)及诱导多能干细胞(iPSCs)等，其中原代细胞构建的类器官更易保留病变特征;

培养系统：血清培养基富含营养但成分复杂，化学成分明确的培养基提升可重复性，常用添加物包括生长因子(如 TGF-β)和抗炎因子;

水凝胶选择：天然水凝胶(如胶原、透明质酸)生物相容性好，模拟 extracellular 基质(ECM);合成水凝胶(如 PLGA)机械性能可控，复合水凝胶(如胶原 - PLGA)可兼顾两者优势。

在关节炎研究中的应用：

疾病建模：RA 患者来源的滑膜类器官可模拟炎症反应(如 TNF-α 刺激后 IL-6、MMP3 表达上调)，OA 模型可再现滑膜炎症与软骨退变的关联;

药物筛选：通过类器官对药物的响应(如芝麻酚抑制 RA-FLS 衍生类器官生长)，评估药物 efficacy;

个性化治疗：患者来源类器官可预测个体对药物的敏感性，助力精准治疗。

挑战与方向：面临构建方法标准化不足、长期培养稳定性差、临床转化障碍(如安全性验证)等问题，未来需优化技术、加强多学科融合(如结合微流控、基因编辑)。

实验结果

图 1：滑膜类器官的构建流程

内容：展示从滑膜组织分离细胞到构建类器官的步骤 —— 通过胶原酶消化获取单细胞(如 FLSs、巨噬细胞、人脐静脉内皮细胞 HUVECs)，经流式分选纯化后，在水凝胶中 3D 培养，形成包含多种细胞类型的类器官。图示强调细胞间互作和 ECM 的重要性。

图 2：滑膜类器官构建的通用方案

内容：A 图展示水凝胶制备流程 —— 从木醋杆菌培养到 hydrogel 纯化;B 图为细胞培养与分化步骤：THP-1 细胞经 PMA 诱导为 M1 巨噬细胞，与 FLSs、HUVECs 按 3:1:1 比例接种于水凝胶，定期换液至形成细胞团。

图 3：滑膜类器官的发展方向

内容：图示滑膜类器官的五大应用领域 —— 药物筛选(测试关节炎药物效果)、疾病建模(模拟 OA、RA、滑膜肉瘤)、基因工程(精准编辑实现机制研究)、滑膜修复(作为移植物修复缺损)、非动物实验(替代动物模型减少物种差异)。

全文总结

该综述系统阐述了滑膜类器官的研究进展，其作为能高度模拟体内滑膜组织结构与功能的 3D 模型，构建依赖于滑膜间充质基质细胞等合适细胞来源、血清或化学成分明确的培养系统及天然 / 合成 / 复合水凝胶材料;在类风湿关节炎、骨关节炎等疾病研究中，可模拟疾病进程、筛选药物、助力个性化治疗，但面临构建方法标准化不足、长期培养稳定性差及临床转化障碍等挑战，未来需通过技术优化与多学科融合突破瓶颈，为关节疾病研究与治疗提供更有力工具。