b-雌二醇17-乙酸酯可提高神经外科患者大脑内皮细胞的活力

doi:10.4103/1673-5374.346054

摘要/Abstract

摘要：

为建立血脑屏障体外模型而分离内皮细胞，通过创新的脑部慢性植入物的生物仿生涂层技术可再现神经血管单元的特征。培养成人脑微血管内皮细胞通常被认为是一项具有挑战性的任务，因为这些细胞在体外很难存活，而且增殖能力逐渐降低。为此，实验假设自体来源人脑微血管内皮细胞（hBMECs）的是合适涂层的首要要求，实验拟保护神经外科患者的灰质和白质标本中分离出来的人脑微血管内皮细胞的体外生存能力。结果发现，10nMβ-雌二醇17-乙酸酯添加于hBMEC培养液中是促进新鲜分离和解冻后人脑微血管内皮细胞的黏附和增殖能力的一个重要因素，说明雌激素对微血管所起的保护作用。特别是，β-雌二醇17-醋酸酯对新鲜分离和解冻的女性来源的人脑微血管内皮细胞的黏附和增殖能力有更为关键的作用，而对新鲜分离的男性来源的人脑微血管内皮细胞则没有必要，然而它确实抵消了解冻状态下的活力下降。总之，添加β-雌二醇17-乙酸酯的人脑微血管内皮细胞培养系统可提高增强神经外科患者，特别是女性大脑内皮细胞的体外活力；实验结果为使用冻存的自体人脑微血管内皮细胞作为植入式神经设备（如微记录或微刺激系统）的仿生涂层开辟了新的前景，降低了进行额外手术取样的可能性。

https://orcid.org/0000-0001-8942-9310 (Barbara Pavan)

Abstract: In the current landscape of endothelial cell isolation for building in vitro models of the blood-brain barrier, our work moves towards reproducing the features of the neurovascular unit to achieve glial compliance through an innovative biomimetic coating technology for brain chronic implants. We hypothesized that the autologous origin of human brain microvascular endothelial cells (hBMECs) is the first requirement for the suitable coating to prevent the glial inflammatory response triggered by foreign neuroprosthetics. Therefore, this study established a new procedure to preserve the in vitro viability of hBMECs isolated from gray and white matter specimens taken from neurosurgery patients. Culturing adult hBMECs is generally considered a challenging task due to the difficult survival ex vivo and progressive reduction in proliferation of these cells. The addition of 10 nM β-estradiol 17-acetate to the hBMEC culture medium was found to be an essential and discriminating factor promoting adhesion and proliferation both after isolation and thawing, supporting the well-known protective role played by estrogens on microvessels. In particular, β-estradiol 17-acetate was critical for both freshly isolated and thawed female-derived hBMECs, while it was not necessary for freshly isolated male-derived hBMECs; however, it did counteract the decay in the viability of the latter after thawing. The tumor-free hBMECs were thus cultured for up to 2 months and their growth efficiency was assessed before and after two periods of cryopreservation. Despite the thermal stress, the hBMECs remained viable and suitable for re-freezing and storage for several months. This approach increasing in vitro viability of hBMECs opens new perspectives for the use of cryopreserved autologous hBMECs as biomimetic therapeutic tools, offering the potential to avoid additional surgical sampling for each patient.

Key words: β-estradiol 17-acetate, 17β-estradiol, cryopreservation, gender-specific, gray matter, human brain microvascular endothelial cells, surgical resections, vascular protection, white matter

. b-雌二醇17-乙酸酯可提高神经外科患者大脑内皮细胞的活力[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2023, 18(2): 389-395.

Sonia Guzzo, Pasquale De Bonis, Barbara Pavan, Luciano Fadiga. β-Estradiol 17-acetate enhances the in vitro vitality of endothelial cells isolated from the brain of patients subjected to neurosurgery[J]. Neural Regeneration Research, 2023, 18(2): 389-395.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

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美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

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中国科学引文数据库（CSCD）

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延伸阅读

NRR：法国费拉拉大学Barbara Pavan研究团队报道b-雌二醇17-乙酸酯可提高体外培养人脑微血管内皮细胞的活力

用来自大脑皮质灰质或皮质下白质源性微血管的人脑微血管内皮细胞涂抹神经探针，有可能重现特定神经血管单元的特征，实现胶质顺应性，从而作为神经设备和大脑复杂细胞地形之间的生物仿生界面。事实上，为了改善动脉中合成血管假体的长期通畅性，已经提出了内皮细胞播种的概念，通过将生物活性细胞与植入材料相结合而形成的复合结构提供了更多的生物相容性血管替代品。

培养从成年患者脑部标本中分离出来的人脑微血管内皮细胞时，一个巨大的挑战是细胞的生存和增殖能力不足。商业批次的原代人脑微血管内皮细胞通常来自胎儿或死后的成人大脑皮质，前者仍未成熟，后者的特点是增殖能力非常有限，与供体年龄呈负相关。从人脑皮质灰质中分离人脑微血管内皮细胞的方法的发展此前已有报道；而对血管贫乏的皮质下白质中分离出内皮细胞进行研究则甚为少见，且细胞来源主要是大鼠、牛或猪脑。

法国费拉拉大学的Barbara Pavan等在发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年2期的研究中评估了添加β-雌二醇17-乙酸酯的人脑微血管内皮细胞培养系统对成的和老年患者的神经外科切除的大脑皮质灰质和皮质下白质获得的人脑微血管内皮细胞活力的提高作用。结果发现，10nMβ-雌二醇17-乙酸酯添加于人脑微血管内皮细胞培养液中是促进新鲜分离和解冻后人脑微血管内皮细胞的黏附和增殖能力的一个重要因素，说明雌激素对微血管所起的保护作用。特别是，β-雌二醇17-醋酸酯对新鲜分离和解冻的女性来源的人脑微血管内皮细胞的黏附和增殖能力有更为关键的作用，而对新鲜分离的男性来源的人脑微血管内皮细胞则没有必要，然而它确实抵消了解冻状态下的活力下降。总之，添加β-雌二醇17-乙酸酯的人脑微血管内皮细胞培养系统为使用冻存的自体人脑微血管内皮细胞作为植入式神经设备（如微记录或微刺激系统）的仿生涂层开辟了新的前景，降低了进行额外手术取样的可能性。