一个微流体芯片,将人类神经血管单元与功能性血脑屏障复合起来,用于建模肠脑相互作用

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物技术是生物技术.
• 微流体学 微流体学

背景情况:

• 血脑屏障 (BBB) 对于中枢神经系统 (CNS) 的恒温至关重要.
• 现有的体外BBB模型往往缺乏体外环境的结构和功能复杂性.

研究的目的:

• 开发一个生理相关的人类神经血管单位微流体芯片 (hNVU-on-a-chip).
• 为研究肠-大脑轴相互作用创造一个仿生BBB微环境.

主要方法:

• 将大脑的微血管内皮细胞,星球细胞和微质细胞纳入微流体芯片中.
• 通过明显透性 (Papp) 和P-葡萄糖蛋白 (P-gp) 流量测试来评估屏障功能.
• 进行了转录基因分析,以分析内皮细胞行为和基因表达.
• 引入肠道微生物代谢物以评估对大脑神经递质代谢的影响.

主要成果:

• 与Transwell模型相比,hNVU-on-a-chip显示出优越的屏障功能.
• 转录组分析显示,内皮成熟时,屏障基因上调和增殖通路下调.
• 肠道微生物代谢物显著改变了大脑神经递质代谢,增加了生物性胺和减少了前体.

结论:

• 芯片上的hNVU成功地总结了BBB架构和功能的关键方面.
• 这个平台提供了一个强大的工具,用于调查肠-大脑轴内的复杂相互作用.