ایجاد یک مدل هم کشتی سد خونی- مغزی انسانی که واحدهای عصبی عروقی را با استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی و چند توان تقلید می کند
تاریخ انتشار: چهارشنبه 23 فروردین 1396
| امتیاز:
مدل های آزمایشگاهی سد خونی-مغزی(BBB) برای تولید داروها بسیار مطلوب هستند. این مطالعه در صدد است مجموعه ای از ده ها مدل کشت مختلف سد خونی – مغزی مبتنی بر سلول های اولیه، سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSCs)، و سلول های بنیادی عصبی جنینی چند توان(fNSCs) را آنالیز کند. ما اثر آستروسیت ها، پری سیت ها و سلول های بنیادی عصبی را روی عملکرد و بیان ژن سلول های اندوتلیالی سد خونی- مغزی مشتق از hiPSC را به طور سیستمیک بررسی کردیم. مدل های کشت چهار گانه مبتنی بر این چهار نوع سلول، ویژگی های سد خونی-مغزی مانند مقاومت الکتریکی ترانس اندوتلیال(TEER) تا 2500Ωcm2 و بیش بیان مجزای ژن های سد خونی مغزی نوعی را بدست آوردند. یک شبکه اتصالات محکم شبه کمپلکس in vivo بوسیله شکستگی فریزی و میکروسکوپ الکترونی گذاره تشخیص داده شد. تیمار با مدولاتورهای اتصالات محکم خاص کلودین موجب کاهش TEER شد که یک نقش وابسته از زیرنوع های کلودین را برای استحکامات بین سلولی ثابت کرد. نفوذپذیری دارویی با مواد رفرنس صورت گرفت و مناسب بودن مدل ها برای مطالعات انتقال دارو را ثابت کرد.
Stem Cell Reports. 2017 Mar 22. pii: S2213-6711(17)30088-7. doi: 10.1016/j.stemcr.2017.02.021. [Epub ahead of print]
Establishment of a Human Blood-Brain Barrier Co-culture Model Mimicking the Neurovascular Unit Using Induced Pluri- and Multipotent Stem Cells.
Appelt-Menzel A1, Cubukova A2, Günther K3, Edenhofer F4, Piontek J5, Krause G6, Stüber T7, Walles H1, Neuhaus W8, Metzger M9.
Abstract
In vitro models of the human blood-brain barrier (BBB) are highly desirable for drug development. This study aims to analyze a set of ten different BBB culture models based on primary cells, human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), and multipotent fetal neural stem cells (fNSCs). We systematically investigated the impact of astrocytes, pericytes, and NSCs on hiPSC-derived BBB endothelial cell function and gene expression. The quadruple culture models, based on these four cell types, achieved BBB characteristics including transendothelial electrical resistance (TEER) up to 2,500 Ω cm2 and distinct upregulation of typical BBB genes. A complex in vivo-like tight junction (TJ) network was detected by freeze-fracture and transmission electron microscopy. Treatment with claudin-specific TJ modulators caused TEER decrease, confirming the relevant role of claudin subtypes for paracellular tightness. Drug permeability tests with reference substances were performed and confirmed the suitability of the models for drug transport studies.
PMID: 28344002