湖南艾佳生物科技股份有限公司
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“BBB球状体模型”好的请过来坏的请走开!

日期: 2018-03-27
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“BBB球状体模型”好的请过来坏的请走开!

由于大脑中血脑屏障的存在,使得治疗药物不能被运输到指定作用位点,导致药物疗效不尽人意。以前通常被用来研究血脑屏障的模型为脑内细胞的非接触式共培养,即用半透膜隔开的培养室中培养,这种方法对于血脑屏障的屏障和渗透作用的模拟再现性不强。

“BBB球状体模型”好的请过来坏的请走开!

为了解决这些问题,更好地在体外模拟血脑屏障,来自美国布列根和妇女医院(Brigham and Women's Hospital)的研究人员Choi-Fong Cho等开发了一种新方法,这种方法利用星形胶质细胞,人脑微血管内皮细胞,和人脑微血管周皮细胞构成球体结构来准确模仿血脑屏障(图一)。“球状体”中每种细胞可以直接紧密接触,这对完整再现血脑屏障的功能非常重要。该项成果于2017年6月发表于《Nature Communications》上。

“BBB球状体模型”好的请过来坏的请走开!

“球状体”具备血脑屏障的2种主要功能,即对坏分子的屏障和对有益物质的渗透(主要包括流出泵和受体介导转胞吞作用)。通俗点说,就是“好的请过来,坏的请走开”!

 Choi-Fong Cho等人为了验证“球状体”中两种表皮细胞建立的紧密连接能够模拟良好的屏障作用,他们用VEGF-A(血管内皮生长因子A)破坏“球状体”表皮细胞间的紧密连接,发现Dextran(右旋糖酐)能够大量进入球体(图二)。

注:

1. VEGF能改变血管内皮细胞紧密连接蛋白occludin和ZO-1的分布并使其发生结构改变。

2. 右旋糖酐为细菌性多糖之一,又称α-葡聚糖,通常不能够进入血脑屏障。

“BBB球状体模型”好的请过来坏的请走开!

图二

紧密连接被破坏后Dextran进入球状体

此外,Choi-Fong Cho等人还验证了“球状体”对于有益分子的渗透作用,他们对19种穿膜肽(一类能携带大分子物质进入细胞的短肽,其穿膜能力不依赖经典的胞吞作用)进入球状体的能力进行了检测。结果表明,这些穿膜肽都能不同程度的穿过“球状体”,其中HIV-1 Tat与penetratin influx穿透水平最高。

 以上,Choi-Fong Cho等人建立的“球状体”模型,经过屏障和渗透功能验证,完美地在体外模拟了体内的血脑屏障系统,为以后血脑屏障药物运输和脑部疾病药物的开发提供了巨大的帮助。

参考文献:

[1]Wolburg, H. & Lippoldt, A. Tight junctions of the blood-brain barrier: development, composition and regulation. Vascul. Pharmacol. 38, 323–337 (2002)

[2]Schinkel, A. H. P-Glycoprotein, a gatekeeper in the blood-brain barrier. Adv. Drug Deliv. Rev. 36, 179–194 (1999).

[3]Begley, D. J. & Brightman, M. W. Structural and functional aspects of the blood-brain barrier. Prog. Drug Res. 61, 39–78 (2003).

 


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