从人类iPS细胞获得的MDR1表达的微血管内皮样细胞的发展和功能评估作为体外血脑屏障模型

科学领域:

• 生物技术和生物医学工程 生物技术和生物医学工程
• 神经科学和药理学 神经科学和药理学

背景情况:

• 人类血脑屏障 (BBB) 是一个关键的保护界面.
• 现有的体外BBB模型往往缺乏关键的传输器功能,限制了它们的预测能力.
• P-葡萄糖蛋白 (MDR1) 是BBB的关键排泄输送物,影响药物透.

研究的目的:

• 建立人类血脑屏障 (BBB) 的一个强大的体外模型.
• 在开发的模型中描述MDR1传送器的功能和特异性.
• 为了验证该模型对研究MDR1介导运输的实用性.

主要方法:

• 产生MDR1过度表达的人类诱导多能干细胞 (hiPSCs).
• 将hiPSC分化为表达MDR1的脑微血管内皮样细胞 (表达MDR1的hiPS-BMEC).
• 通过紧密结蛋白表达和跨表皮电阻 (TEER) 评估屏障完整性.
• 使用所有理论碎片离子光谱质谱学 (SWATH-MS) 的顺序窗口采集,对传送器表达的定量分析.
• 使用已知的MDR1基质和抑制剂进行功能运输测定.

主要成果:

• 表达MDR1的hiPS-BMEC表现出显著的MDR1蛋白上调,而其他载体没有实质性的变化.
• 细胞单层表现出良好的屏障功能,由TEER和紧结蛋白表达证实.
• MDR1基板的基底侧到顶端的传输明显高于顶端到基底侧的传输,并且这种流动被PSC833抑制,证实了功能性MDR1介导的流动.
• 其他基质,如 [3H] 环素 A,洛佩拉胺, cetirizine,和维拉帕米尔也显示了依赖于MDR1的流量.

结论:

• 表达MDR1的hiPS-BMECs提供了人类血脑屏障的功能性体外模型.
• 这个模型准确地回顾了MDR1介导的流体运输,这对于预测BBB的药物行为至关重要.
• 开发的模型是药物发现和开发的宝贵工具,增强了神经治疗学的研究.