使用 iPSC 衍生的前体细胞生成血脑屏障芯片

0 次观看7:53 分钟 • July 8th, 2025

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以微流控芯片为例,其通道叠加的基质涂层通道由多孔膜隔开。

上通道中接种 iPSC 衍生的神经祖细胞。孵育细胞粘附,然后洗涤以去除未附着的细胞。

接下来,在底部通道中接种iPSC衍生的脑微血管内皮细胞。

置芯片并将其孵育以将内皮细胞附着到底部通道的膜侧。

接下来,翻转芯片以将细胞附着到通道的下侧,形成单层管状结构。用细胞特异性培养基洗涤两个通道。

在上通道中连续流动神经分化培养基,在下通道中连续流动内皮细胞培养基。

内皮细胞利用培养基中的生长因子成熟并形成类似于血管的紧密连接,形成血侧。

神经营养因子驱动神经祖细胞分化为各种脑细胞,形成脑侧。这些细胞与内皮细胞相互作用,在芯片上形成血脑屏障。

首先,将装有准备好的薯片的盘子带到生物安全柜中。使用 P200 移液器,将 200 微升神经分化培养基添加到入口中并从出口中拉出液体,轻轻清洗两个通道。避免接触端口,小心地从芯片表面吸出多余的介质液滴。

轻轻搅拌细胞悬液以确保细胞悬液均匀。为了将iPSC衍生的神经祖细胞接种到顶部通道中以产生脑侧,将含有30至100微升细胞悬液的P200吸头以每毫升1 x 106个细胞的浓度添加到顶部通道入口,然后轻轻地将吸头从移液器中释放。

取一个空的 P200 移液器按压柱塞,插入顶部通道出口,然后小心地将单细胞悬浮液拉过吸头。将芯片转移到显微镜上,以检查顶部通道内细胞均匀分布的接种密度。确认细胞密度在20%覆盖后,立即将芯片放入培养箱中,在37摄氏度下加热两小时。

之后,通过将新鲜的神经分化培养基添加到入口中,并通过移液器从出口汇集液体,洗掉不附着的细胞。将细胞保持在37摄氏度的静态条件下,每天更换神经分化培养基。iNPC 附着后或播种后的第二天,将装有准备好的薯片的培养皿带到生物安全柜中。用 200 微升内皮细胞培养基轻轻洗涤底部通道。

避免与端口接触,小心地从芯片表面吸出多余的内皮细胞培养基液滴,确保在两个通道中留下培养基。轻轻搅拌细胞悬液以确保细胞悬液均匀。使用P200移液器,以每毫升14至20 x 106个细胞的浓度吸取30至100微升iPSC衍生的脑微血管内皮细胞悬液,并将尖端放入底部通道入口。

实现功能屏障特性的最关键步骤是接种脑微血管内皮细胞。以适当的密度接种细胞以避免气泡形成以验证器官鞘内的均匀分布至关重要。

空吸头按下 P200 移液器上的柱塞,插入底部通道出口,然后慢慢松开移液器柱塞,小心地将单细胞悬浮液拉过底部通道。从芯片表面吸出多余的细胞悬液。避免直接接触入口和出口端口,以确保没有细胞悬液从通道中吸出。将芯片转移到显微镜上以检查接种密度。

底部通道充满了细胞,中间没有可观察到的间隙。确认正确的细胞密度后,将细胞接种到剩余的芯片中。要将细胞附着在位于底部通道顶部的多孔膜上,请倒置每个芯片,并让它们放在芯片支架中。在 150 毫米培养皿内放置一个装有无菌 DPBS 的小储液器,为细胞提供湿度。

芯片在 37 摄氏度下孵育约三个小时,或直到底部通道中的细胞附着。一旦 iPSC 衍生的脑微血管内皮细胞附着,将芯片翻转回直立位置,以允许细胞附着在底部通道的底部。接种iPSC衍生的脑微血管内皮细胞后48小时,通过在37摄氏度的水浴中加热一小时来平衡内皮细胞培养基的温度。

然后,通过在真空驱动过滤系统下孵育15分钟来对培养基进行脱气。接下来,用 70% 乙醇对便携式模块包装和托盘的外部进行消毒,擦拭,然后将它们转移到生物安全柜中。打开包装,将模块放入托盘中。将它们与储液器朝向托盘的背面。将 3 毫升预平衡的温介质移液到每个入口储液器中。将内皮细胞培养基加入底部通道的入口储液器中,将神经分化培养基加入顶部通道的入口储液器中。

然后,将 300 微升预平衡的温培养基移液到每个出口储液器中,直接位于每个出口端口上方。每个托盘上最多可放置 6 个便携式模块。将托盘带到培养箱中,托盘手柄朝外,完全滑入培养模块。在培养模块上选择并运行主要周期。关闭培养箱门,让培养模块灌注便携式模块约一分钟。

当状态栏显示"就绪"时,启动周期完成。从培养模块中取出托盘并将其带到生物安全柜中。检查生物安全柜中每个便携式模块的底面,以验证便携式模块是否已成功灌注。寻找所有四个端口是否存在小液滴。如果任何便携式模块未显示液滴,请在这些模块上重新运行主循环。如果任何介质滴到托盘上(出口端口更常见),请用 70% 乙醇清洁托盘。

接下来,用温热的平衡细胞特异性培养基轻轻清洗每个芯片的两个通道,以去除通道中任何可能的气泡,并将小滴培养基放在每个入口和出口的顶部。将带有载体的芯片插入便携式模块,并在每个托盘上放置最多六个。将托盘插入培养模块。在培养模块上对适当的器官芯片培养条件进行编程,例如流速和拉伸。一旦调节周期完成(大约需要两个小时),编程条件就会开始。之后,培养模块在预设的器官芯片培养条件下开始流动。

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最后更新:1 八月 2026