再生医学网小编和您一同回顾一下:早在1885年有人发现,静脉注射苯胺染料后,全身组织均被染色,但脑却不染色,以后的研究表明许多药物和物质都不易从血液中进入脑实质中去,这种现象称为血—脑屏障。
事实上,学术界认为血脑屏障是由两层膜和其间的细胞浆所构成,系脑屏障的组成部分之一。脑、脊髓各毛细血管壁的相邻内皮细胞间以牢固的结合方式彼此相连,这样可以阻止某些有害成分进入脑组织内,以利于脑、脊髓的物质代谢。由于有屏障作用,故名。某些感染性疾病、中毒等可破坏血-脑的屏障作用,而造成脑损害,出现相应的临床表现。血-脑屏障是血液与脑组织之间的屏障,可限制物质在血液和脑组织之间的自由交换。可防止有害物质进入脑组织,对脑、脊髓起到保护作用。毛细血管的内皮、基底膜和星状胶质细胞的血管周足等,可能就是血脑屏障的形态学基础。
血脑屏障的存在,使脑细胞的自稳态得到加强,相对提高了脑组织对外界环境变化的抵抗力,增强了机体的适应能力。如青霉素等抗生素类药物对脑组织有腐蚀作用,但由于血脑屏障的存在,阻止该类药物入脑,因而保全了脑的结构和机能。病理情况下,血脑屏障的功能下降。正常时不易透过血脑屏障的32P或其他荧光物质,在脑部肿瘤时,可透入脑组织中,因此利用该原理来作脑部肿瘤的放射性诊断。
目前,基于干细胞的新的人血脑屏障模型已经产生,可以克服由人的脑内皮细胞和永生细胞产生的人血脑屏障模型的缺点。解决了以前的人血脑屏障模型获得人体组织有限制性,人脑内皮表型在培养过程中缺失、缺乏重要的紧密连接等问题。人类的多能干细胞如胚胎干细胞(hPSCs)以及诱导潜能干细胞(iPSCs)在研究人类血脑屏障发育和疾病上有着巨大潜能。尤其是iPSCs适合于大量获取和培养。不过iPSCs有着不同的分化属性决定了它们的起始能力。
近日,
再生医学网获悉,内格夫本古里安大学(BGU)和洛杉矶Cedars-Sinai医学中心的研究人员首次创造了一种含有干细胞的人类血脑屏障(BBB)芯片,用于开发个性化医疗和研究脑部疾病的新技术。这项新研究发表在Cell Stem Cell杂志上。
据介绍,血脑屏障阻止血液中的毒素和其他外来物质进入脑组织并造成损害。但它也可以防止治疗药物到达大脑。神经系统疾病如多发性硬化症,癫痫,阿尔茨海默病和亨廷顿氏病,共同影响全世界数百万人,与血脑屏障缺陷有关。在这项研究中,研究人员将从个体收集的血细胞重编程成为干细胞(称为诱导多能干细胞),可以产生任何类型的细胞。之后,作者将细胞置于微流体BBB器官芯片上,其尺寸大约为AA电池,其中包含细小的空心通道,内衬有数万个活细胞和组织。重建了功能性的BBB芯片具有类似于人体真实的功能特性,包括阻止某些药物的进入等。“通过结合患者特异性干细胞和器官芯片技术,我们生成了人类BBB的个性化模型,”Vatine博士说。 “这种BBB-on-chips技术允许以个性化的方式预测最适合的大脑药物。该研究的结果为精准医学创造了戏剧性的新可能性。”这对于癫痫或精神分裂症等神经系统疾病尤其重要。“通过结合器官芯片技术和人类iPSC衍生组织,我们创建了一个神经血管单元,概括了复杂的BBB功能,为可遗传的神经系统疾病建模提供了平台,并推进了药物筛选以及个性化医疗,”Vatine博士说。
总之,
再生医学网认为,最新的这项关于干细胞的研究结果或能帮助改进后期神经科学的研究,并且帮助设计新型的大脑渗透药物来治疗多种大脑和中枢神经系统相关疾病。再生医学网将持续关注。
(备注:部分文字源自生物谷。图片源于网络。)