幹細胞衍生血腦障壁晶片誕生 神經疾病藥物篩選更進一步

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血腦障壁(blood-brain barrier, BBB)能阻止血液中的毒素和其他外來物質進入腦組織並對其造成損害,也能阻止藥物直接進到大腦內。然而,亨丁頓氏症(Huntington’s disease)或 Allan-Herndon-Dudley 症候群、巴金森氏症等腦部疾病與血腦障壁損傷有關。

近日,Cedars-Sinai 研究團隊透過誘導多功能幹細胞(induced pluripotent stem cells)生成神經元、腦微血管類內皮細胞(brain microvascular endothelial-like cells, iBMECs)和星狀細胞(astrocytes),共同構成血腦障壁,並且放入器官晶片(Organ on Chips),組成 BBB-Chips。該系統還能進一步模擬亨丁頓氏症或 Allan-Herndon-Dudley 症候群的患者的血腦屏障失效狀況,該研究刊登於《Cell Stem Cell》。

BBB-Chips 由儀器、軟體應用程序和器官晶片組成,大小與 AA 電池相當,具有微小的流體通道,內襯有數萬個活細胞,在用全血灌注血管腔時,微工程毛細管壁能保護神經細胞不被血漿誘導的毒性所影響。能模擬人體內的自然生理和機械力重建的微環境,以及能反應人體生理學相關的跨內皮電阻,並且準確預測藥物學的血腦滲透性。

現實中,科學家還無法在人類體外,使大腦存活。但該研究重建一個關鍵的大腦成分——血腦屏障,其功能與人類個體功能一樣,提供一種新的方法來發現腦部疾病,並可望幫助腦神經疾病患者找出療效最佳且毒性最小的藥物,進而推動精準醫學的進展。

延伸閱讀:蠍毒化黑暗為光明 成為具血腦障壁通透性的藥物載體

參考資料:
1. Cell Stem Cell, 2019; 24 (6): 995 DOI: 10.1016/j.stem.2019.05.011
2. https://www.cedars-sinai.org/newsroom/scientists-recreate-blood-brain-barrier-defect-outside-the-body/

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