中国神经再生研究(英文版) ›› 2022, Vol. 17 ›› Issue (9): 1973-1974.doi: 10.4103/1673-5374.331538
用于研究阿尔茨海默病中载脂蛋白 E 基因型的血脑屏障模型
The blood-brain barrier models to study apolipoprotein E genotypes in Alzheimer’s disease
Irundika HK Dias*, Rachelle Taiwo, Dan Ma
- Aston Medical School, College of Health and Life Sciences, Aston University, Birmingham, UK
摘要： 诱导多能干细胞培养用于建立血脑屏障的模型系统
诱导多能干细胞衍生模型的最新进展表明，分化的诱导多能干细胞显示出人脑微血管内皮细胞的许多关键特征，包括紧密连接的表达增加、溶质的低渗透性以及营养物质和外排转运蛋白的适当表达，使人脑微血管内皮细胞成为人类血脑屏障的一个非常先进的体外模型。很明显，将与血脑屏障相关的其他脑细胞（如星形胶质细胞和周细胞）与血脑屏障模型共培养表现出更大的屏障强度，表现为比单细胞模型更高的跨内皮电阻和更低的渗透性。先前的研究表明，当与星形胶质细胞和/或周细胞共培养时，诱导多能干细胞衍生的单层人脑微血管内皮细胞可以达到亚生理屏障紧密度并达到生理跨内皮电阻值（1500-8000 Ω cm2）。这些结果表明诱导多能干细胞衍生的同基因模型可以维持生理屏障功能，并具有广阔的应用前景。只有少数研究调查了 APOE4 基因型对诱导多能干细胞衍生的血脑屏障模型的影响。与之前的体内和体外模型相比，诱导多能干细胞衍生的血脑屏障模型将类似于人类血脑屏障，以研究 ApoE 介导的血管功能障碍的分子机制，并测试预防细胞变化的潜在疗法。最近研究使用 CRISPR/Cas9 技术从未受影响的亲本 APOE3 细胞中创建等基因 APOE4 人脑微血管内皮细胞系。这些 APOE4 诱导多能干细胞衍生的神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞样细胞重现了与阿尔茨海默病相关的表型，证明了建立体外类人血脑屏障模型的可行性。
来自英国阿斯顿大学阿斯顿医学院的Irundika Dias团队认为，包括诱导多能干细胞在内的培养细胞用于许多血脑屏障模型系统，从简单的单层到更复杂的球体和微流体模型。血脑屏障模型基于二维 transwell 系统，可以轻松访问顶端和基底外侧隔室以及其他血脑屏障细胞类型的共培养。与静态 transwell 方法相比，在微流体平台中开发三维模型系统来模拟血脑屏障使研究人员能够定量评估渗透性，增强成像能力，并允许集成多个实验步骤和具有成本效益的试剂和样本大小，以进行高通量筛选。但是，诱导多能干细胞培养的成本效率、供体细胞的有限可用性以及有效的长期屏障特性的维持阻碍了该领域的快速发展。新的治疗方案可加速诱导多能干细胞分化，提高各种脑细胞类型的产量、纯度和成熟度，这对于建立类人血脑屏障模型至关重要。未来的研究很有前景，并有可能用于测试新的药物靶点、研究疾病机制和血脑屏障的个性化体外建模。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年9 月 9 期发表。