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科学家利用诱导多能干细胞在体外创造血脑屏障芯片
时间:2019-06-11 10:08:37  作者:微微  来源: 干细胞之家网
再生医学网就为您推送一条关于血脑屏障的最新研究进展。
  大脑作为人体内最重要器官之一,承担着指挥和主导机体内一切活动的责任。为了保护好这位“指挥官”,我们机体内指派了许多组织对大脑进行层层保护,其中一个保护组织叫做血脑屏障(BBB),下面再生医学网就为您推送一条关于血脑屏障的最新研究进展。
  美国当地时间(2019年6月6日)Cedars-Sinai医学中心重建了一个关键的大脑成分-血脑屏障。该系统(如封面图所示)由仪器,软件应用程序和Organ-Chips(一种多通道3D微流体细胞培养芯片)组成,大小与一节电池相当,具有微小的流体通道,内衬有数万个活细胞。
研究中使用的一种器官芯片,用于创建血脑屏障(BBB)(图片来源于网络)
  BBB是大脑周围各种细胞类型的薄边界,可调节通过血液进入脑组织的物质。其主要目的是防止毒素和其他有害物质进入大脑并对其造成伤害。但这种“屏障”能力还会阻止有效解决问题的有用药物到达大脑。这种敌我不分的判断这就不太好了。
  一些脑部疾病,如肌萎缩侧索硬化症(ALS - 也称为Lou Gehrig病),帕金森病(PD)和亨廷顿舞蹈病(HD)发生都与有缺陷的BBB有关,这些BBB会阻止健康的关键生物分子在大脑活动。
  6月6日,美国Cedars-Sinai医疗中心的一个团队通过使用干细胞和由诱导多能干细胞(iPSCs)制成的器官芯片创建了BBB。
血脑屏障示意图(图片来源于网络)
  诱导的多能干细胞(iPSC)是通过被迫表达对维持胚胎干细胞的定义特性重要的基因和因子而被遗传重编程为胚胎干细胞样状态的成体细胞。iPSC已经成为药物开发和疾病建模的有用工具。诱导多能干细胞是特定类型的干细胞,可以转化为体内的任何类型的细胞,并且可以从人自己的细胞中产生。
  此次Cedars-Sinai医疗中心研究中,iPSC是从成人血液样品中产生的,并用于制造构成BBB的神经元和其他支持细胞。 然后将这些细胞置于器官芯片内,再现细胞在人体内经历的重要环境。
高放大倍数图像显示血脑屏障器官芯片,血液侧有脑大血管内皮样细胞(品红色),脑侧支持细胞称为星形胶质细胞(绿色)(图片来源于CEDARS-SINAI / CELL STEM CELL)
  在这个3D组织芯片内部,细胞能够形成BBB,其功能与体内一样,具有阻止某些药物进入的能力。最值得注意的是,当BBB由患有亨廷顿舞蹈病(HD)的患者的细胞样品获取时,BBB以与患有该疾病的患者出现的问题完全一致。这些发现扩大了与BBB问题相关的各种脑部疾病的个性化医疗的潜力。
  新型3D组织芯片采用的特异性多细胞血液屏障模型,为未来开发新型个性化疗法提供了新标准。
关键字:血脑屏障,诱导多能干细胞
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