联用神经血管芯片的屏障运输与代谢分析
分别连接入脑屏障、神经组织与出脑屏障，结合示踪、药物和代谢物测量研究组织间耦合。
用途与模型
- 研究用途
- 脑屏障扰动、分子运输及内皮—神经组织代谢联系研究。
- 模型与细胞来源
- 原代人脑微血管内皮、周细胞、星形胶质；海马来源神经干细胞分化的神经/胶质混合群。
- 方法版本
- 2018 年 BBB—脑—BBB 三模块版本
- 实验形式
- 两个 PDMS BBB 模块位于聚碳酸酯脑模块两侧；血管及血管外培养液通路分别流动/取样。
材料与平台
- 人源细胞与分隔装置
- BBB 的 PET 膜、脑模块聚碳酸酯膜；内皮/周细胞/星形胶质和神经组织。
- 示踪和工具分子
- 小分子/白蛋白荧光示踪、葡萄糖同位素及屏障扰动工具药物；抗体运输单独分析。
- 分子测量
- 荧光通透性、靶向/非靶向代谢质谱、蛋白组；培养液各腔室分别收集。
测量指标与分析
- 小分子/白蛋白通透性
- 药物与抗体运输
- 葡萄糖/乳酸/丙酮酸
- 谷氨酸/谷氨酰胺/GABA
- 细胞蛋白表达
耦合/未耦合条件下分别测各腔流出物，使用示踪和质量平衡解释浓度变化；代谢网络分析与实测分子分别保留。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 三模块耦合/解耦、屏障扰动及恢复，运输参照和代谢比较。
- 测试范围
- 主要实验超过 3 个独立装置，具体示踪/药物分母按原图，装置/细胞批次分别记录。
- 参照体系
- 未耦合组织、静态屏障、不同大小示踪物、基线和扰动后恢复。
- 研究结果
- 流体连接改变细胞蛋白与代谢特征；屏障和材料共同影响药物到达脑模块的浓度，可按腔追踪运输与恢复。
适用条件与研究局限
- 药物扰动的入口名义浓度高于常见人体血浆浓度。
- 细胞批次、流路稀释和材料损失影响到达量。
- 模型主要检验耦合机制，尚缺广泛中枢药物人体暴露预测验证。
来源与原文
- A linked organ-on-chip model of the human neurovascular unit reveals the metabolic coupling of endothelial and neuronal cells原始研究 · Nature Biotechnology · 2018-08-20