在芯片上培养个性化的血脑屏障

血脑屏障 （BBB） 是一层密集的细胞，围绕着大脑的大部分血管。BBB的微小间隙让重要的小分子 （如氧气和水） 从血液中扩散到大脑中，同时帮助阻挡不属于大脑的大分子、不可渗透的外来物质。 但是在患有某些神经系统疾病的人群中，例如肌萎缩侧索硬化症 （ALS） 和亨廷顿舞蹈病，这种障碍的异常可能会阻挡健康大脑活动所必需的生物分子的进入。图片来源： Vatine等，Cell Stem Cell，2019 为了寻找这些问题和其他问题的解决方案，研究人员现在可以如上图所示在芯片上培养人类血脑屏障。高倍放大图像揭示了BBB的一些细胞部分。有内皮样细胞 （洋红色） ，类似于围绕大脑周围的小血管的细胞。与之密切相关的是支持性脑细胞，称为星形胶质细胞 （绿色） ，它有助于调节血液流动。 虽然之前已经创建了类似的器官芯片，但这种新型BBB芯片的与众不同之处在于它采用了诱导多能干细胞 （iPSC） 技术，并结合了先进的芯片工程技术。在这种情况下，从血液样本中获得的iPSC可以根据需要生成任何人的独特BBB的生活模型。 由洛杉矶Cedars-Sinai的Clive Svendsen领导的研究人员首先使用生化配方诱导人的白细胞成为iPSC。 此时，iPSC能够产生任何其他细胞类型。 但Svendsen团队遵循两种不同的方法来引导这些iPSCs分化为模拟BBB所需的内皮细胞和神经细胞。 同样使这个BBB平台独一无二的是它使用了由波士顿Emulate公司生产的复杂微流体芯片。 该芯片模仿人体内的条件，使血脑屏障能够像人一样运作。 这些通道使研究人员能够将脑脊液 （CSF） 从一侧流过，血液流过另一侧，从而形成功能完整的模型组织。BBB芯片也显示出电阻和渗透性，正如人们所期望的那样。BBB模型甚至可以阻止某些药物的进入！ 正如在细胞干细胞中所描述的，研究人员已经使用来自患有亨廷顿氏病的患者的iPSC和来自患有罕见先天性疾病的个体 （称为Allan-Herndon-Dudley综合征，一种遗传性脑发育障碍） 来创建BBB芯片。 近期，他的团队计划在BBB芯片上模拟ALS和帕金森病。 由于这些芯片比动物模型更能准确地模拟人类BBB，因此它们可能会加速对具有潜力的新药的研究。 Svendsen建议患有神经系统疾病的人可能有一天会根据需要制作自己的BBB芯片，以帮助他们选择最佳的治疗方案。 现在，这是一个我们都希望看到的未来。    -End-     原文发布时间 | 2019年8月2日  
（责任编辑：dawenwu）