在细胞检测与脑内暴露之间加入血脑屏障
普渡大学（Purdue University）与印第安纳大学（Indiana University）研究者在 Frontiers in Toxicology 报道血脑屏障三细胞共培养及初步计算框架。研究关注药物到达脑组织的能力，以及体外检测浓度与脑内暴露之间的联系。
体外神经细胞可以直接接触加到培养液中的药物；人体脑组织的暴露还受到血脑屏障、转运及蛋白结合影响。团队将屏障转运检测加入研究流程，以获得不同药物的双向转运数据。
测试物包括中枢作用药物、其他药物和环境化学物。研究把药物转运数据与急性、稳态暴露计算结合，分析不同测试物进入和离开脑组织的行为。
三类细胞直接接触，连接蛋白染色更连续
模型在 Transwell 支持膜同一侧依次加入人原代星形胶质细胞、原代周细胞和 HBEC-5i 脑微血管内皮细胞。HBEC-5i 是永生化细胞系，三类细胞的来源和培养方式各不相同。
与 HBEC-5i 单培养相比，三细胞共培养中的 ZO-1、claudin-5 和 occludin 连接相关染色更连续，细胞排列更紧密。P-糖蛋白与多药耐药相关蛋白 2（MRP2）的染色也更明显。
这些图像比较用于评价屏障相关表型。药物运输随后通过双向通透性检测量化，二者分别提供结构与功能层面的信息。
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甲氟喹与头孢氨苄的反向运输较强
团队分别测量模拟血液侧到脑侧、以及脑侧到血液侧的表观通透系数，并计算两方向的比值作为外排比。每种测试物采用 3 个技术重复，样品以高效液相色谱分析。
甲氟喹的外排比为 7.81，头孢氨苄为 2.03，表现为脑侧到血液侧的运输较强。卡马西平、氯氮平和苯妥英的外排比接近 1；不同药物的通透速度与运输方向并不完全一致。
表中卡马西平、氯氮平、氟西汀与苯妥英从血液侧到脑侧的通透系数分别为 12.2、13.4、14.4 和 15.1 × 10⁻⁶ cm/s。这些数值来自同一三细胞共培养模型及其检测条件。
肠道细胞通透性与血脑屏障结果相关较弱
研究另取高通量毒代动力学（high-throughput toxicokinetics，HTTK）数据库中 11 种相同测试物的 Caco-2 通透性结果，与三细胞共培养检测比较。部分药物在 Caco-2 中通透较快，而在血脑屏障三细胞共培养中更慢；头孢氨苄和呋喃妥因呈现不同趋势。
Caco-2 从顶端侧至基底侧的通透性，与三细胞共培养相应方向数值比较的决定系数为 0.11。作者据此讨论，不同组织来源模型的转运特征会影响药物暴露估算。
通透性与蛋白结合进入急性和稳态估算
计算部分利用美国环境保护署（Environmental Protection Agency，EPA）的高通量毒代动力学工具 HTTK。团队将实测双向通透性，与数据库中的血液游离比例和模拟血浆浓度结合。
急性阶段的模型考虑从血液进入脑组织的初期运输，以及蛋白结合对可运输药物比例的影响。慢性暴露估算则利用进出屏障的通透性比值，推算稳态脑内与血浆浓度的关系。
论文报告，这一框架可区分不同通透性及外排特征的测试物。作者计划继续用体内脑／血浆浓度比进行验证，并评价更多转运体和炎症相关细胞的影响。
当前细胞模型采用 HBEC-5i，尚需比较它与原代脑内皮的转运体组成。计算中，急性阶段假定药物初期主要单向进入脑组织；慢性稳态阶段则假定脑侧与血液侧的蛋白结合相似。