干细胞用于在实验室中创造关键的脑屏障

使用源自大鼠胎动大的神经干细胞，威斯康星科学家的团队在实验室中设计了一个基本的血脑屏障。

本周（12月19日）在线版本神经化学杂志由威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)化学和生物工程学教授埃里克·v·舒斯塔(Eric V. Shusta)领导的一个研究小组描述了一项实验，在该实验中，新生的大鼠神经干细胞被用来刺激血管细胞，使其具有血脑屏障的特性。

血脑屏障是人类和其他动物的解剖学特征，它保护大脑免受化学物质和其他有害物质的伤害，但也限制了临床医生给药的能力。这一特征可能导致阿尔茨海默氏症(Alzheimer’s)等疾病或中风等急性疾病，使大脑变得脆弱。

舒斯塔说，血脑屏障是一个至关重要的结构。它不仅在物理上阻止了物质在血液和大脑之间的流动，而且它还具有使细胞将无用分子从细胞泵回血液的活性特性。更重要的是，它有一种代谢功能，可以改变进入大脑的分子的化学性质。

“它决定了大脑进出的流量，”Shusta解释道。

证明发展脑细胞可以释放可能哄骗小血管表现出血脑屏障的性质的因素，因为许多原因很重要。首先，它形成了理解为大脑提供关键保护的机制的基础。其次，它可能导致有关克服障碍的方法，这可能导致挫败了神经科学家，毒品公司和临床医生，他们希望潜行毒品以治疗疾病。

“我们所表明的是，这些神经干细胞具有刺激成年血管内皮细胞的能力，以显示增强的血脑屏障特性，”Shusta说。“这可能导致血脑屏障的新体外模型。”

轮到可能有助于研究人员设计新的疗法以治疗脑疾病，并清楚地了解在发展过程中的障碍形式如何。

“（大脑）发展的一个大问题之一是血脑屏障形式如何以及它的形式是如何形成的，”Shusta说。“那很清楚。”

威斯康星大学麦迪逊分校医学院和公共卫生教授、干细胞权威克莱夫·斯文森(Clive Svendsen)组成的威斯康星研究小组，利用作为“神经球”生长的脑干细胞诱导大脑内皮细胞(形成血管的扁平细胞)以形成一个更紧密，更密集的屏障，防止小分子扩散到血管细胞。

根据Shusta和Svendsen的说法，是什么，在开发过程中，脑内皮细胞在完全没有星形胶质细胞的情况下形成增强的屏障，这是一种成熟类型的细胞，用作脑中的两个脑，但是直到出生直到出生。星形胶质细胞提供结构支持，对成年血脑屏障的维持至关重要。

“我们发现的一件事是神经干细胞对在没有星形胶质细胞的情况下对血脑屏障性质的发展具有显着影响，”Svendsen说。“这些细胞可能会对星形胶质细胞在早期发育中的作用，并且对于在星形胶质细胞接管和完成屏障之前建立初始障碍可能非常重要。”

这项新的工作是通过将内皮细胞与神经球协同培养而完成的。由于某种原因，神经球促使内皮细胞形成更紧密、更密集的细胞间连接，增强了它们形成屏障和排除小化学分子通过的能力，这是血脑屏障的一个标志。

使用神经干细胞Svendsen认为，评估早期发展中的障碍形式的新方法，可以提供关于如何通过疾病或中风等事件进行损伤时如何修复屏障的线索。

“神经祖细胞或干细胞可以具有在损伤或疾病后形成血脑屏障的作用吗？答案似乎是肯定的，”Svendsen说。

该团队下一步将尝试使用人类内皮细胞和神经干细胞产生类似的结果。斯文森承认:“这将是非常令人兴奋的。“我们还没有一个很好的人类血脑屏障模型。”

据推测，人类模型的发展将对研究人员和制药公司具有巨大兴趣，因为许多有希望的药物由太大而无法通过人体屏障的分子组成，因此不能用于诊所。

资料来源：威斯康星大学 - 麦迪逊

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