跨越障碍在神经系统疾病的研究

血脑屏障之间的接口大脑的血管和神经细胞作为重要看门人大脑,允许必要的养分和水分传递到中枢神经系统和大脑的神经元的网络,同时保持了有害毒素和细菌感染。然而这一障碍是很有效的,它还可以阻止的疗法治疗神经系统疾病或大脑损伤。

一个团队在生物工程研究所,由Wyss研究所,唐纳德·因格贝尔创始董事医学博士博士,高级研究所的人类Organs-on-Chips技术通过开发一个方法建模的三维结构人类血脑屏障在微流控装置,这将帮助科学家研究人类体外血管功能和炎症。

“血脑屏障的第一道防御化学和分子可以诱导脑损伤,但也块运输可能挽救治疗中枢神经系统,“因格贝尔说,他也是Judah Folkman的哈佛医学院和血管生物学教授在波士顿儿童医院血管生物学程序,以及哈佛大学的生物工程教授约翰·a·保尔森工程和应用科学学院。

“很难得到小分子药物和生物制剂由于血脑屏障进入大脑,直到现在还没有一个很好的体外模型研究多细胞交互管理障碍的渗透在人类,”安娜Herland说,博士,博士后Wyss研究所和这项新研究的第一作者。

发展3 d血脑屏障在芯片上,微观工程学小组使用一种技术来制造空心血管排列由人类内皮细胞包围一个包含人类对周细胞和星形胶质细胞的细胞外基质,一起构成血脑屏障的微血管内自己的大脑。

他们形成一个微通道内一个清晰的、聚合物芯片,用胶原蛋白填充通道矩阵包含人类大脑星形胶质细胞细胞,然后形成一个长窄腔从一端到另一个使用“粘性指法”方法。由此产生的流明,代表血管的形状,然后播种与人类大脑细胞外膜细胞,最后,内衬人类内皮细胞通常构建血管壁的内表面。

引人注目的是,在研究过程中,人体细胞自组装承担正常的职位是体内,在接近原生的周内皮细胞和星形胶质细胞细胞扩展通过内皮细胞的胶原蛋白矩阵联系。由营养细胞,滋养和血液代用品流经vessel-like微通道,重新组成一个血脑屏障小分子类似体内。

使用这个模型,Wyss小组研究了神经炎症responsein体外通过引入炎性蛋白与一些疾病相关的中枢神经系统包括阿尔茨海默氏症、中风、脑缺血、多发性硬化症、创伤性脑损伤等等。实验表明,外膜细胞和星形胶质细胞细胞可以调节神经保护蛋白质的生产,和这些细胞也可以独立行动的另一个反应炎症信号。

新发现的体外研究这些复杂交互的能力是一个重要的进步相比,传统的细胞培养技术,不模仿生理相关三维取向不同的细胞类型和结构像血脑屏障在芯片上。这个新装置可以用来调查存在的原因和影响,在许多神经系统疾病中发挥核心作用,以及识别潜在的新方法开发选择性地穿过人体血脑屏障的药物。