位于洛杉磯的Ben Gurion大學(BGU)和Cedars Sinai醫學中心的研究人員首次復制了患者的血腦屏障(BBB),創造了用干細胞制作的人類BBB芯片,這是一項可用于開發個性化藥物和研究大腦疾病的新技術。
血腦屏障(blood-brain barrier, BBB)能阻止血液中的毒素和其他外來物質進入腦組織并對其造成損害,也能阻止藥物直接進到大腦內。然而,亨丁頓氏癥(Huntington’s disease)或 Allan-Herndon-Dudley 癥候群、巴金森氏癥等腦部疾病與血腦屏障損傷有關。
Cedars-Sinai 研究團隊通過誘導多功能干細胞(induced pluripotent stem cells)生成神經元、腦微血管類內皮細胞(brain microvascular endothelial-like cells, iBMECs)和星狀細胞(astrocytes),共同構成血腦屏障,并且放入器官芯片(Organ on Chips),組成 BBB-Chips。該系統還能進一步模擬亨丁頓氏癥或 Allan-Herndon-Dudley 癥候群的患者的血腦屏障失效狀況,該研究刊登于《Cell Stem Cell》。
BBB-Chips 由儀器、軟體應用程序和器官芯片組成,大小與 AA 電池相當,具有微小的流體通道,內襯有數萬個活細胞,在用全血灌注血管腔時,微工程毛細管壁能保護神經細胞不被血漿誘導的毒性所影響。能模擬人體內的自然生理和機械力重建的微環境,以及能反應人體生理學相關的跨內皮電阻,并且準確預測藥物學的血腦滲透性。
現實中,科學家還無法在人類體外,使大腦存活。但該研究重建一個關鍵的大腦成分——血腦屏障,其功能與人類個體功能一樣,提供一種新的方法來發現腦部疾病,并有望幫助腦神經疾病患者找出療效最佳且毒性最小的藥物,進而推動精準醫學的進展。
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原文標題:干細胞衍生血腦屏障芯片誕生,神經疾病藥物篩選將更進一步
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