患者来源模型用于评价屏障恢复
日本山口大学（Yamaguchi University）等机构在 Frontiers in Cell and Developmental Biology 报道了一种患者来源脑微血管内皮样细胞模型。研究关注肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）中的血管屏障异常，并用药理干预检验已形成的屏障损伤能否改善。
研究使用 1 位携带 TARDBP N345K 杂合变异的家族性 ALS 患者及 2 位健康供者的诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）。患者为 63 岁男性，2 位健康供者分别为 36 岁男性和女性。细胞被分化为脑微血管内皮样细胞，作为可在体外比较连接结构、屏障功能与炎症反应的对象。
另有 2 个与其中 1 位健康供者同基因背景的 TARDBP 变异克隆用于比较，分别携带 K263E 和 G295S 纯合变异。患者模型则为 N345K 杂合变异，两类参照的变异位置及等位基因状态不同。各克隆的分化至少重复 5 次，以检查模型建立的重复性；这些重复属于细胞制备批次，患者来源模型仍来自 1 位供者。
连接不连续与小分子通透性增加相互对应
显微图像显示，患者来源细胞较健康对照更大。连接蛋白 VE-cadherin 的染色与健康对照之间未见明显差异，但紧密连接蛋白 claudin-5 和 occludin 在细胞边界出现不连续。研究随后使用荧光素钠示踪物检查这类结构变化是否伴随功能异常。
在 Transwell 单层模型中，患者来源细胞对荧光素钠的通透性显著高于健康对照。2 个其他 TARDBP 变异克隆未出现同样的通透性增加。该比较在没有退变神经元或外加神经炎症因素的培养体系中完成，说明这位患者来源的内皮样细胞本身具有可测量的屏障表型。
研究还用电极板连续测量单层阻抗。仪器输出的细胞指数反映细胞间连接和细胞黏附，并以处理前时间点归一化。它与示踪物通透实验从不同角度观察屏障状态，使后续药理响应可以同时由结构、阻抗和通透性检查。
炎症条件下的免疫细胞黏附也增加
内皮样细胞在同一克隆来源平滑肌样细胞的条件培养液中接受炎症因子刺激。患者来源细胞表面的细胞间黏附分子 1（intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1）和血管细胞黏附分子 1（vascular cell adhesion molecule 1，VCAM-1）表达高于健康对照。2 个其他变异克隆的表现不同，并未完整再现患者模型的各项异常。
团队进一步在 96 孔板中比较健康供者外周血单个核细胞的黏附。患者来源内皮样细胞在炎症刺激下黏附了更多免疫细胞。所有克隆在相同实验中比较，自动拍摄每孔中心，并排除检测过程中内皮层脱落的孔，以减少跨日状态变化和取景造成的偏差。
这一结果将黏附分子变化与实际细胞黏附对应起来。检测终点是附着在内皮单层上的免疫细胞数量，研究没有用该实验测量免疫细胞穿越屏障后的迁移。
CHIR99021 改善屏障，但两种黏附分子反应不同
患者来源细胞中的 TAR DNA 结合蛋白 43（TAR DNA-binding protein 43，TDP-43）更常见于细胞质，部分 Wnt/β-catenin 靶基因表达也降低。团队因此采用糖原合酶激酶 3（glycogen synthase kinase 3，GSK-3）抑制剂 CHIR99021 激活该通路，并与溶剂对照比较。这里的用药对象是已分化的内皮样细胞，评价的是受损屏障的恢复。
在 4 μM CHIR99021 条件下，claudin-5 的边界染色更连续，患者模型的单层阻抗升高，荧光素钠通透性降低至接近健康对照的水平。处理后的荧光素钠通透系数均值为 0.18×10⁻³ cm/min，接近 2 位健康对照分别报告的 0.18×10⁻³ 和 0.21×10⁻³ cm/min。
CHIR99021 还降低了患者来源细胞表面的 VCAM-1，但 ICAM-1 没有显示相同的显著下降。两种黏附分子对同一干预的反应不同，改善的终点集中在屏障功能及 VCAM-1 表达。
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变异作用与供者背景仍需用配对模型区分
作者指出，患者模型与 2 个其他变异克隆的差别，可能与变异位置、等位基因状态或供者遗传背景有关。后续需要与患者模型同基因背景的配对参照，进一步分开 N345K 变异与其他遗传背景的贡献。
这项研究提供了针对人源内皮屏障的药理评价实例。后续模型改进将加入周细胞、星形胶质细胞等神经血管单元组分及血流条件，进一步观察内皮改变如何影响其他细胞。现有单层体系则适合分开测量屏障恢复、黏附分子表达与免疫细胞相互作用。