
外周神经也有专门的血管屏障
血–神经屏障(blood–nerve barrier,BNB)由神经内膜的微血管内皮构成,调节血液与神经内部环境之间的物质和细胞交换。2020 年,美国阿拉巴马大学伯明翰分校(University of Alabama at Birmingham,UAB)的 Eroboghene E. Ubogu 在 Experimental Neurology 发表综述,介绍了人源 BNB 的研究进展。
这一领域使用的体外模型包括原代和永生化人神经内膜内皮细胞。研究者还将培养细胞的分子特征,与正常或疾病状态下的人外周神经组织对照,以判断模型是否保留了目标血管的相关特征。
标志物表达要与结构定位一起判断
紧密连接有助于维持屏障,但某个连接蛋白出现,并不说明细胞已经形成相应功能。综述指出,人神经外膜中一些不形成紧密连接的较大血管,也可检测到 claudin-5 和 ZO-1。因此,单独观察这些标志物,难以判断体外细胞是否具备神经内膜微血管的屏障性质。
作者团队结合人神经组织的转录组、蛋白定位与培养细胞研究,筛选可能参与连接形成的分子。不同物种的屏障组成也有差别,这些人源资料为模型选择及后续功能检测提供了依据。
电阻和溶质通透反映不同功能
跨内皮电阻用于观察细胞层对离子通行的限制。文中比较了 Transwell 插入式培养系统,以及基于电极的细胞电阻抗感测(electrical cell-substrate impedance sensing,ECIS)等记录方式。作者当时尚无人体内 BNB 电阻的直接测量数据。不同平台的记录条件和单位不同,检测结果需要结合各自的测量方式理解。
溶质通透检测则观察分子是否能够穿过细胞层。综述列举了较小的荧光素钠和较大的荧光葡聚糖;在同批内皮细胞中,两类分子的通行程度也不同。分子尺寸、性质以及转运机制都会影响结果,因此,电阻与通透性需要分别评价。
转运蛋白的表达资料也只能提供候选线索。文章介绍了人源 BNB 的多种转运分子,并提出进一步确定其在血管内皮哪一侧分布,以及它们在物质运输中的具体作用。
SRC 抑制实验观察屏障恢复过程
综述还报告了一组作者自己的初步数据。在原代人神经内膜内皮细胞中,研究者以撤除血清扰动细胞层连接,再观察胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)处理后电阻的变化,并以未处理细胞等作对照。
这一实验使用 SRC 激酶抑制剂 bosutinib 作药理干预。持续电阻记录显示,阻断 SRC 后,电阻保持下降,即使有 GDNF 也未恢复。作者认为,这提示 SRC 可能参与连接形成,但也可能涉及对细胞存活的影响,需要进一步区分。
图注明确说明,这是一项单次实验,每种条件做了两个技术重复。这组结果提供了用人源屏障观察药理干预的初步例子,独立实验之间的重复性仍需进一步研究。作者也正继续验证 GDNF 相关的分子调控假设。
患者细胞帮助研究免疫细胞迁移
在慢性炎症性脱髓鞘性多发性神经根神经病(chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy,CIDP)研究中,流动条件下的体外 BNB 模型可用于观察患者白细胞的黏附与跨内皮迁移。把患者来源的免疫细胞与人源内皮组合,有助于将候选分子与具体疾病过程对应起来。
综述介绍了内皮纤连蛋白变体 FN CS-1 与白细胞 CD49d 相互作用的研究,并结合患者神经组织观察讨论其疾病相关性。另一些转录组和流式结果提出了 CD11d 等候选分子,作者将进一步功能研究列为后续工作。
模型评价围绕目标屏障的具体功能
作者强调,应以人神经组织中的真实定位和功能资料为基础理解培养模型。常用标志物、细胞层电阻、分子通行和白细胞迁移分别描述屏障的不同方面,适合回答的问题也不同。
对药物研发而言,这些模型可帮助研究屏障调节和疾病相关靶点。综述的重点是建立可核对的人源功能依据;其关于分子网络和治疗靶点的设想,仍与已经完成的初步实验分别讨论。