研究人员在人体外部重建血脑屏障

2019年12月25日15:39:49研究人员在人体外部重建血脑屏障已关闭评论
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科学家无法在您的身体外部复制您的大脑。那就是科幻小说的东西。但是在一项新的研究中,他们重建了一个关键的大脑成分,即血脑屏障,这种功

科学家无法在您的身体外部复制您的大脑。那就是科幻小说的东西。但是在一项新的研究中,他们重建了一个关键的大脑成分,即血脑屏障,这种功能与提供细胞的人一样。他们的成就-在今天发表在同行评审杂志《细胞干细胞》上的一项研究中详细介绍-提供了一种新的方式来发现脑部疾病,并有可能预测哪种药物最适合单个患者。

血脑屏障通过阻止血液中的毒素和其他异物进入脑组织并对其造成损害,从而起到了看门人的作用。它还可以防止潜在的治疗药物到达大脑。神经系统疾病,如肌萎缩性侧索硬化症(Lou Gehrig's病),帕金森氏病和亨廷顿氏病,共同影响数百万人,这些疾病与缺陷的血脑屏障有关,这些屏障阻碍了健康大脑活动所需的生物分子。

在他们的研究中,由Cedars-Sinai研究人员领导的一个团队使用成年人的血液样本产生了称为诱导多能干细胞的干细胞,该干细胞可以产生任何类型的细胞。他们利用这些特殊的细胞来制造神经元,血管壁和支持细胞,共同构成了血脑屏障。然后,研究小组将各种类型的细胞放入器官碎片中,利用细胞在人体中所经历的自然生理学和机械力来重建人体的微环境。

活细胞很快形成了血脑屏障的功能单元,其功能与体内功能相同,包括阻止某些药物进入。重要的是,当这种血脑屏障来自亨廷顿氏病或Allan-Herndon-Dudley综合征(一种罕见的先天性神经系统疾病)的患者的细胞时,该屏障的作用方式与患有这些疾病的患者相同。

尽管科学家之前在人体外建立了血脑屏障,但这项研究通过利用诱导多能干细胞在器官芯片内部产生功能性血脑屏障,进一步发展了科学,这种血脑屏障显示出患者个体疾病的特征性缺陷。

Cedars-Sinai理事会再生医学研究所所长Clive Svendsen博士说,这项研究的发现为精密医学开辟了一条有希望的道路。他说:“在芯片上使用针对患者的血脑屏障的多细胞模型的可能性,代表了开发预测性,个性化医学的新标准。”医学和生物医学科学教授Svendsen是该研究的资深作者。

该研究将洛杉矶Cedars-Sinai研究人员的创新干细胞科学与波士顿Emulate,Inc.的先进的器官上芯片技术相结合。Emulate的人体仿真系统重建了微环境,细胞需要这种微环境才能展现出前所未有的生物学功能并像在人体中一样表现。该系统由仪器,软件应用程序和Organ-Chips组成,大小约为AA电池,其微小的流体通道排列着成千上万的活细胞。

这项研究的共同第一作者是位于以色列比尔谢瓦的内盖夫本古里安大学的Gad Vatine博士,他是Cedars-Sinai的前博士后科学家。Emulate的Riccardo Barrile博士是Cedars-Sinai的前博士后;以及迈克尔·沃克曼(Michael Workman),他是Cedars-Sinai生物医学研究生院的博士研究生。

这项研究是Cedars-Sinai和Emulate,Inc.参与的几个合作项目之一,该项目于2018年2月宣布了一项联合“基于芯片的患者”计划,以根据患者的基因组成和适应性预测哪种疾病治疗最有效。疾病变种。该计划是Cedars-Sinai Precision Health的一项计划,其目标是推动最新技术和最佳研究的发展,再加上最佳的临床实践,以迅速开启个性化医疗的新时代。