血腦屏障與生物多細胞動態(tài)串聯(lián)灌注評估剪切應(yīng)力的影響及藥物滲透特性_abio生物試劑品牌網(wǎng)
一、研究背景與目的
1. 血腦屏障的重要性
血腦屏障（BBB）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的關(guān)鍵保護屏障，通過緊密連接蛋白、主動轉(zhuǎn)運蛋白和酶代謝過程限制藥物滲透，是CNS疾病藥物開發(fā)的主要障礙。
2. 現(xiàn)有體外模型的局限性
- 多數(shù)模型（如hCMEC/D3細胞、嚙齒類原代內(nèi)皮細胞）的跨內(nèi)皮電阻（TEER）低（140–300 Ω·cm2），BBB表型不足。
- 干細胞來源模型雖TEER高（3000–4000 Ω·cm2），但培養(yǎng)成本高、操作復(fù)雜。
- 靜態(tài)培養(yǎng)缺乏生理剪切應(yīng)力，難以模擬體內(nèi)BBB的力學(xué)環(huán)境。
3. 研究目標(biāo) 阿斯頓大學(xué)藥學(xué)院 Basma Elbakary et al.利用Kirkstall Quasi Vivo 動態(tài)灌注系統(tǒng)， 構(gòu)建基于豬腦微血管內(nèi)皮細胞（PBMEC）的高TEER體外BBB模型，評估剪切應(yīng)力對屏障功能的影響及藥物滲透特性。 二、北京基爾比生物公司Kirkstall Quasi Vivo 動態(tài)灌注系統(tǒng)的功能與應(yīng)用
1. 系統(tǒng)設(shè)計與工作原理
包含串聯(lián)chambers、培養(yǎng)基 reservoir、微流泵等，通過調(diào)節(jié)流量（275–550 μL/min）模擬生理剪切應(yīng)力（4–30 dyne/cm2），促進細胞接觸流體力學(xué)刺激。
2. 在BBB模型中的具體應(yīng)用
2.1 優(yōu)化剪切應(yīng)力條件：通過低流量（275 μL/min）和高流量（550 μL/min）測試，確定550 μL/min為最優(yōu)流量，可促進PBMEC緊密連接蛋白ZO-1的定位與表達。
2.2 維持高TEER值：動態(tài)灌注下，PBMEC單層的TEER值顯著高于靜態(tài)培養(yǎng)；第4天TEER達35.7 Ω·cm2（靜態(tài)為21 Ω·cm2），并維持至第7天。 加入緊密連接誘導(dǎo)劑后，動態(tài)組TEER峰值達448.1 Ω·cm2（靜態(tài)為306.3 Ω·cm2）。
2.3 調(diào)控細胞形態(tài)與功能： 剪切應(yīng)力誘導(dǎo)PBMEC沿血流方向重排，ZO-1蛋白在細胞間連接區(qū)的熒光強度增加1.52倍（48小時后），緊密連接“solidity”提高1.21倍。 細胞 viability 未受剪切應(yīng)力抑制，高流量組（550 μL/min）培養(yǎng)4天后 viability 顯著提升28.2%。
2.4 評估藥物滲透特性：以抗腫瘤藥物米托蒽醌（Mitoxantrone）為例：
三、研究結(jié)果與結(jié)論 1. 核心發(fā)現(xiàn)
Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)通過動態(tài)灌注施加剪切應(yīng)力，可顯著改善PBMEC的BBB表型，包括緊密連接形成、TEER維持和藥物外排功能。該模型無需共培養(yǎng)星形膠質(zhì)細胞，僅通過PBMEC與星形膠質(zhì)細胞條件培養(yǎng)基（ACM）即可構(gòu)建高TEER屏障（448.1 Ω·cm2），優(yōu)于多數(shù)現(xiàn)有模型。 米托蒽醌滲透實驗證實，動態(tài)灌注下BBB的藥物限制能力增強，更接近體內(nèi)生理狀態(tài)。
2. 藥物開發(fā)應(yīng)用價值
Kirkstall Quasi Vivo-PBMEC模型可用于評估CNS藥物的滲透潛力和細胞毒性，為新藥篩選提供更可靠的體外工具。 操作簡便，適合高通量研究。 該模型可進一步擴展至多細胞共培養(yǎng)（如周細胞、星形膠質(zhì)細胞），或結(jié)合3D培養(yǎng)技術(shù)，更全面模擬體內(nèi)BBB的復(fù)雜微環(huán)境。
四、關(guān)鍵數(shù)據(jù)對比
五、研究意義
本研究首次將北京基爾比生物科技公司Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)與PBMEC結(jié)合，構(gòu)建了可重復(fù)、高TEER的體外BBB模型，為解決中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物遞送難題提供了新的技術(shù)路徑。Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)通過模擬生理剪切應(yīng)力，填補了靜態(tài)模型的力學(xué)環(huán)境缺失，為BBB的生理功能研究和藥物開發(fā)提供了更貼近體內(nèi)環(huán)境的實驗平臺。
1. 血腦屏障的重要性
血腦屏障（BBB）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的關(guān)鍵保護屏障，通過緊密連接蛋白、主動轉(zhuǎn)運蛋白和酶代謝過程限制藥物滲透，是CNS疾病藥物開發(fā)的主要障礙。
2. 現(xiàn)有體外模型的局限性
- 多數(shù)模型（如hCMEC/D3細胞、嚙齒類原代內(nèi)皮細胞）的跨內(nèi)皮電阻（TEER）低（140–300 Ω·cm2），BBB表型不足。
- 干細胞來源模型雖TEER高（3000–4000 Ω·cm2），但培養(yǎng)成本高、操作復(fù)雜。
- 靜態(tài)培養(yǎng)缺乏生理剪切應(yīng)力，難以模擬體內(nèi)BBB的力學(xué)環(huán)境。
3. 研究目標(biāo) 阿斯頓大學(xué)藥學(xué)院 Basma Elbakary et al.利用Kirkstall Quasi Vivo 動態(tài)灌注系統(tǒng)， 構(gòu)建基于豬腦微血管內(nèi)皮細胞（PBMEC）的高TEER體外BBB模型，評估剪切應(yīng)力對屏障功能的影響及藥物滲透特性。 二、北京基爾比生物公司Kirkstall Quasi Vivo 動態(tài)灌注系統(tǒng)的功能與應(yīng)用
1. 系統(tǒng)設(shè)計與工作原理
包含串聯(lián)chambers、培養(yǎng)基 reservoir、微流泵等，通過調(diào)節(jié)流量（275–550 μL/min）模擬生理剪切應(yīng)力（4–30 dyne/cm2），促進細胞接觸流體力學(xué)刺激。
2. 在BBB模型中的具體應(yīng)用
2.1 優(yōu)化剪切應(yīng)力條件：通過低流量（275 μL/min）和高流量（550 μL/min）測試，確定550 μL/min為最優(yōu)流量，可促進PBMEC緊密連接蛋白ZO-1的定位與表達。
2.2 維持高TEER值：動態(tài)灌注下，PBMEC單層的TEER值顯著高于靜態(tài)培養(yǎng)；第4天TEER達35.7 Ω·cm2（靜態(tài)為21 Ω·cm2），并維持至第7天。 加入緊密連接誘導(dǎo)劑后，動態(tài)組TEER峰值達448.1 Ω·cm2（靜態(tài)為306.3 Ω·cm2）。
2.3 調(diào)控細胞形態(tài)與功能： 剪切應(yīng)力誘導(dǎo)PBMEC沿血流方向重排，ZO-1蛋白在細胞間連接區(qū)的熒光強度增加1.52倍（48小時后），緊密連接“solidity”提高1.21倍。 細胞 viability 未受剪切應(yīng)力抑制，高流量組（550 μL/min）培養(yǎng)4天后 viability 顯著提升28.2%。
2.4 評估藥物滲透特性：以抗腫瘤藥物米托蒽醌（Mitoxantrone）為例：
三、研究結(jié)果與結(jié)論 1. 核心發(fā)現(xiàn)
Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)通過動態(tài)灌注施加剪切應(yīng)力，可顯著改善PBMEC的BBB表型，包括緊密連接形成、TEER維持和藥物外排功能。該模型無需共培養(yǎng)星形膠質(zhì)細胞，僅通過PBMEC與星形膠質(zhì)細胞條件培養(yǎng)基（ACM）即可構(gòu)建高TEER屏障（448.1 Ω·cm2），優(yōu)于多數(shù)現(xiàn)有模型。 米托蒽醌滲透實驗證實，動態(tài)灌注下BBB的藥物限制能力增強，更接近體內(nèi)生理狀態(tài)。
2. 藥物開發(fā)應(yīng)用價值
Kirkstall Quasi Vivo-PBMEC模型可用于評估CNS藥物的滲透潛力和細胞毒性，為新藥篩選提供更可靠的體外工具。 操作簡便，適合高通量研究。 該模型可進一步擴展至多細胞共培養(yǎng)（如周細胞、星形膠質(zhì)細胞），或結(jié)合3D培養(yǎng)技術(shù)，更全面模擬體內(nèi)BBB的復(fù)雜微環(huán)境。
四、關(guān)鍵數(shù)據(jù)對比
五、研究意義
本研究首次將北京基爾比生物科技公司Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)與PBMEC結(jié)合，構(gòu)建了可重復(fù)、高TEER的體外BBB模型，為解決中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物遞送難題提供了新的技術(shù)路徑。Kirkstall Quasi Vivo系統(tǒng)通過模擬生理剪切應(yīng)力，填補了靜態(tài)模型的力學(xué)環(huán)境缺失，為BBB的生理功能研究和藥物開發(fā)提供了更貼近體內(nèi)環(huán)境的實驗平臺。
本站“ABIO生物試劑品牌網(wǎng)”圖片文字來自互聯(lián)網(wǎng)
如果有侵權(quán)請聯(lián)系微信: nanhu9181 處理，感謝~
