一个人类大脑芯片用于模拟大脑病理和查血脑屏障穿越治疗策略

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 翻译医学是一种翻译医学.
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 临床前模型往往无法转化为人类患者,原因是大脑和血脑屏障 (BBB) 功能中的物种差异.
• 需要先进的模型来阐明大脑的病原性,细胞特异性贡献和细胞与细胞相互作用.
• 人类微生理系统 (MPS),像Organ-Chips一样,为模拟人类大脑疾病提供了一个有希望的解决方案.

研究的目的:

• 开发和验证一种先进的人类脑芯片模型,该模型可以复制人体皮质上空膜和BBB.
• 纳入各种各样的人类细胞类型,包括诱导多能干细胞 (hiPSC) 衍生的神经元,内皮细胞,微质细胞,星体细胞和细胞周细胞.
• 评估该模型在研究神经炎症和预测治疗干预措施方面的有用性.

主要方法:

• 使用了原始人类细胞和hiPSC衍生的细胞 (神经元,内皮细胞,微质细胞,星体细胞,细胞周细胞) 的组合.
• 使用瘤坏死因子α (TNFα) 模拟的神经炎症来分析细胞特异性反应.
• 评估了治疗药物的血脑屏障 (BBB) 穿越效率,包括抗体和腺相关病毒.

主要成果:

• 脑芯片模型成功地重复了对神经炎症的体内相关反应,包括微质衍生反应.
• 证明了模型在捕捉细胞特异性对人类疾病病理学的贡献方面的灵敏度.
• 已成功实现体外/体内相关性,用于预测治疗剂的血脑屏障 (BBB) 穿越.

结论:

• 开发的脑芯片作为一个可靠的,节省时间的模型,用于推进脑疾病治疗方法.
• 该模型为大脑病原和药物反应预测提供了有价值的机械洞察力.
• 突出了微生理系统 (MPS) 在神经系统疾病的翻译研究和药物发现方面的巨大潜力.