在阿尔茨海默病中模拟神经血管功能障碍,使用同位素脑芯片模型
Andrew N Shen1, Katelin S Matazel1, W Drew Gill1
1Division of Neurotoxicology, National Center for Toxicological Research/Food and Drug Administration, Jefferson, AR, 72079, USA.
Fluids and barriers of the CNS
|January 6, 2026
概括
这项研究开发了一个脑芯片模型,使用人类细胞来研究阿尔茨海默氏症 (AD) 病理学. 该模型揭示了神经炎症和血管积作为神经血管单元功能障碍的关键因素,独立于粉样β.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 阿尔茨海默氏病 (AD) 病理包括粉样β (Aβ) 斑块和团.
- 神经血管功能障碍,包括血脑屏障 (BBB) 透性增加和Aβ清除率降低,是AD早期标志物.
- 目前对AD痴呆症的治疗方法有限,需要新的治疗方法和先进的体外模型.
研究的目的:
- 开发和利用一种新型的新替代方法 (NAM) 脑芯片模型.
- 在阿尔茨海默病中使用患者衍生细胞调查神经血管单元 (NVU) 功能障碍.
- 在基于人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 的模型中评估AD类病理及其对NVU功能的影响.
主要方法:
- 皮质神经血管单元 (NVU) 的脑芯片模型是使用来自AD患者和健康个体的hiPSCs创建的.
- 神经元,星体细胞,细胞周细胞,微质细胞和大脑微血管内皮细胞在微生理系统中被分化和培养.
- 该模型被用于评估NVU相关的终点,包括屏障完整性,传送器活性,蛋白质水平和炎症标志物.
主要成果:
- 在AD脑芯片中,克劳丁-5和ZO-1的表达减少,细胞透性增加,P-glycoprotein (P-gp) 活性降低.
- 在大脑道中,Aβ42水平下降,而在AD脑芯片的血管道中,tau和酸化tau (p-tau 181) 增加.
- 在AD脑芯片的大脑和血管通道中,促炎性标记物IL-6和MCP-1都升高.
结论:
- 大脑芯片模型显示了与神经炎症和血管积相关的Aβ独立NVU功能障碍.
- 这项研究验证了脑芯片模型用于评估与AD相关的NVU变化,并突出了hiPSC模型中的供体特异性反应.
- 这些发现表明,在阿尔茨海默病中,与神经炎症和血管相关的潜在治疗点.
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