携手健康网携手健康网

人类干细胞使模型能够测试药物对大脑血屏障的影响

瑞典科学家使用实验模型来模拟血脑屏障,史无前例地详细报告了抗氧化剂如何保护大脑免受阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病引起的炎症。

该研究由斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院的大脑模型开发人员作为概念证明进行,详细显示了在使用下一代药物后血脑屏障如何对高水平炎症做出反应。广泛使用的抗炎药 NAC(N-乙酰半胱氨酸)的衍生物。

KTH 研究员 Thomas Winkler 说,首次用人类干细胞衍生细胞测试 NACA(N-乙酰半胱氨酸酰胺)表明,在高炎症负荷下,屏障的破坏“实际上比我们想象的要复杂”。

研究结果发表在期刊Small 上。

“这是用人类干细胞对这种 NACA 化合物进行的第一次测试,”温克勒说。“结果表明,我们可以用它来测试 NAC 化合物的其他衍生物——以及不同的抗氧化剂——看看我们是否发现了任何具有更高神经保护作用的东西。”

合著者 Isabelle Matthiesen,博士 KTH 的学生说,这项研究并不是要提供消炎药如何影响大脑的确切证据。然而,结果提供了令人鼓舞的证据,表明该模型可以在临床试验前替代动物试验药物。

“我们成功地将屏障建立在人类干细胞衍生的细胞上,因此该模型与用于人体测试的药物相关,而其他模型是用动物细胞制成的,或者太简单而无法密切监测,”马蒂森说。

Isabelle Matthiesen 准备用于测试的大脑芯片设备。信用:萨斯基亚路德维希

研究人员的“芯片大脑”模型实际上是一个两层设置,其中小通道携带模拟血液和炎症剂以及抗炎药物,通过模拟大脑内血管周围空间的隔室,以及外部血管系统。

就像在真正的大脑中一样,这两个区域被血脑屏障隔开——血脑屏障是一种排列在大脑血管上的细胞膜。

该层通过紧密连接保持在一起,防止小分子通过细胞之间的间隙扩散。屏障用作过滤器,以防止有害物质从血液中进入脑组织。

在模型中,屏障由来自单个患者的干细胞的细胞膜代表,与蛋白质编织在一起。

细胞活动由能够每分钟进行测量的电子传感器监测,因为屏障暴露于类似于神经退行性疾病引起的压力。

温克勒说,每分钟的细节都很重要,因为许多细胞过程发生得很快。

“举个例子,当你第一次服用药物时,它会导致细胞发生巨大变化,然后趋于平稳,”温克勒说。“在测试药物的典型方法中,你不会看到那些快速的变化。

“我们现在可以看到血脑屏障的破坏在压力下会迅速发生,我们可以看到如何通过抗氧化剂来防止这种情况发生,”他说。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。