血脑屏障体外模型的建立及初步应用文献综述

 2023-02-07 03:02

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、课题的研究背景、意义和目的

血脑屏障 (blood-brain barrier, BBB) 是存在于血管和脑之间的一种选择性地阻止某种物质由血入脑的屏障, 对维持脑内环境恒定, 保障中枢神经系统的正常活动具有重要意义,由脑微血管内皮细胞(brain microvascular endothelial cells,BMECs)、星形胶质细胞、周皮细胞、基底膜等共同组成。BBB的所有组成成分对于BBB正常功能和稳定性都是必不可少的。 BBB的内皮细胞与身体其他部位的内皮细胞不同,他们的细胞质厚度均匀,没有开窗而且具有更广泛的紧密连接(Tight junction,TJs)以及少量的吞饮囊泡。内皮细胞紧密连接限制亲水分子穿过BBB的细胞旁通路。星形胶质细胞具有包括细胞黏附和迁移的机械支持,以及跨细胞受体(整联蛋白)建立连接细胞的细胞骨架元素到细胞外基质(extracellular matrix,ECM)桥梁的功能。周细胞是BBB结构中细胞成分最少的部分,但在血管结构完整性及分化,内皮紧密连接的形成中起至关重要的作用。

BBB虽然是一个保护性装置,但一旦中枢神经系统受到有害因素侵袭(脑缺血、缺氧、炎症、外伤、肿瘤、物理和化学性损害),血脑屏障被破坏,可引起局部或广泛的BBB通透性改变,导致不同的临床表现和病症。阿尔兹海默病就是一种常见的神经退行性疾病,其典型的神经病理学特征是脑组织海马和新皮质区弥散的神经元丢失,神经元内神经纤维缠结的沉积和细胞外Abeta;淀粉样蛋白(amyloid,Abeta;)的沉积。近年研究发现,脑内微血管内皮细胞的形态学改变及血脑屏障通透性改变等一些血管及脉管系统的功能性障碍可能与AD的发生有关。因此,探讨AD中BBB损伤机制并予以有效干预是AD防治研究的重要途径。

要深入研究BBB损伤及修复机制,构建一种简单可靠、接近在体状态的体外BBB细胞模型至关重要。脑微血管内皮细胞是构成BBB屏障的最主要成分及结构基础, 因此目前大多数BBB模型利用原代培养的脑微血管内皮细胞构建而成。然而随着对BBB功能的深入研究, BEMC生长周期长、体外培养传代数代即失去特性的特点使得利用BEMC进行BBB体外调控研究的结果稳定性较差。为了弥补原代细胞在BBB构建方面的缺点, 有人提出了利用永生化的细胞替代原代细胞。bEnd.3是美国ATCC (American Type Culture Collection) 收录的一种血管内皮细胞株,是一种永生化的人脑微血管内皮细胞系,研究表明bEnd.3细胞可以构成可靠的体外 BBB 模型,因为这些细胞经过传代后表型并不改变,依然表达内皮细胞标志物、TJ 蛋白(如 occludin、CLDN5)、功能外排转运蛋白(如 ABCG2、P-gp)和 CYP 基因。本课题旨在用bEnd.3细胞建立血脑屏障体外模型,并进行初步应用。

二、课题研究的主要内容

1.体外血脑屏障模型的建立及验证

1.1取对数生长期的bEnd.3接种于0.4mu;m孔径的Transwell小室内建立体外血脑屏障模型。每2天检测一次跨膜电阻值(transepithelial electrical resistance,TEER)。

1.2待模型TEER值达到峰值后,用40kDa的FITC标记的右旋糖苷(40kDa FITC-Dextran,FD40)检测屏障渗透性。

2.利用体外血脑屏障模型研究多肽的渗透性

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