Nature子刊：干細(xì)胞生成血腦屏障
日期：2012-06-28 08:14:18
血腦屏障是自然界中的神奇過濾器，能選擇性控制進(jìn)入哺乳動(dòng)物大腦的物質(zhì)。它能有效隔離循環(huán)血液與大腦中的液體，保護(hù)大腦不受細(xì)菌、病毒和其他病原體的侵害。
中風(fēng)和多發(fā)性硬化癥等疾病會(huì)被破壞這一重要的大腦屏障，由于治療神經(jīng)性疾病的藥物難以通過血腦屏障，這也是醫(yī)學(xué)界一大難題。
日前Wisconsin-Madison大學(xué)的研究人員在實(shí)驗(yàn)室中成功將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為血腦屏障內(nèi)皮細(xì)胞，文章發(fā)表在6月24日的Nature Biotechnology雜志上，有望幫助科學(xué)家揭開血腦屏障的神秘面紗。
文章的資深作者，Wisconsin-Madison大學(xué)化學(xué)和生物工程教授Eric Shusta稱，特異性生成血腦屏障內(nèi)皮細(xì)胞有望使神經(jīng)性疾病的藥物研發(fā)成為流水線工作，“人們可以利用這一細(xì)胞在成千上萬的藥物中進(jìn)行篩選，看哪些能夠進(jìn)入大腦。”
血腦屏障依賴于獨(dú)特的血管壁內(nèi)皮細(xì)胞。機(jī)體中許多毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的排列存在允許物質(zhì)通過的間隙。但在通向大腦的毛細(xì)血管中，內(nèi)皮細(xì)胞排列的很緊密，形成一種半滲透的屏障只允許必要的營(yíng)養(yǎng)物和代謝物進(jìn)入大腦，而將其他病原體和有害物質(zhì)擋在門外。
研究團(tuán)隊(duì)分別將胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞成功轉(zhuǎn)化為血腦屏障的內(nèi)皮細(xì)胞。該研究中人多功能干細(xì)胞hPSCs與提供相關(guān)物質(zhì)的神經(jīng)細(xì)胞（包括Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)物質(zhì)）共同分化，使生成的上皮細(xì)胞獲得了血腦屏障的多種特性。這些特性包括有組織的緊密連接，營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的適當(dāng)表達(dá)和極化的外向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性。檢測(cè)這些上皮細(xì)胞的跨內(nèi)皮電阻transendothelial electrical resistance，發(fā)現(xiàn)它們能對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞做出應(yīng)答，這種應(yīng)答需要血腦屏障的基本特性。
使用源自特定神經(jīng)性疾病患者的誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞，能夠幫助研究人員對(duì)疾病進(jìn)行建模研究。另外由于這種血腦屏障細(xì)胞能被大量生產(chǎn)，可以用于對(duì)神經(jīng)性疾病藥物進(jìn)行高通量篩選或?qū)λ幬锏纳窠?jīng)毒性進(jìn)行檢測(cè)。
這項(xiàng)研究是人們首次利用干細(xì)胞生成特異性血腦屏障內(nèi)皮細(xì)胞，除了可能用于藥物篩選和對(duì)血腦屏障進(jìn)行病理學(xué)建模，該研究還為研究血腦屏障的發(fā)育學(xué)研究者提供了新的研究途徑。
Wisconsin-Madison大學(xué)的研究人員還指出，鑒定干細(xì)胞分化為血腦屏障內(nèi)皮細(xì)胞過程中的所有影響因子，對(duì)治療中風(fēng)或者抑制腦腫瘤有重要意義。
