Name: Ein dreifaches primäres Zellkulturmodell der menschlichen Blut-Hirn-Schranke zur Untersuchung des ischämischen Schlaganfalls in vitro (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-06T14:05:00.000+00:00
Duration: 11 min 6 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie ein dreifaches Zellkulturmodell der Blut-Hirn-Schranke mit primären humanen Endothelzellen, Astrozyten und Perizyten etablieren. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung neurovaskulärer Dysfunktion nach ischämischem Schlaganfall.

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Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health (NIH) Grants MH128022, MH122235, MH072567, MH122235, HL126559, DA044579, DA039576, DA040537, DA050528 und DA047157 unterstützt.

HINWEIS: Weitere Informationen zu allen in diesem Protokoll verwendeten Zellen, Materialien, Geräten und Lösungen finden Sie in der Materialtabelle .
1. Dreifachzellkultur-BBB-Modelleinstellung
<ol><li>Aussaatperizyten<ol><li>Kultivieren Sie HBVP in T75-Kulturkolben mit aktivierter Oberfläche für die Zelladhäsion in einem 5%CO2-Inkubator bei 37 °C bis zum Konfluieren. Sobald der Zusammenfluss erreicht ist, saugen Sie das alte Perizytenmedium ab und waschen Sie die Zellen mit 5 ml warmer phosphatgepufferter Kochsalzlösung (DPBS) von Dulbecco. Das DPBS wird abgesaugt und die Zellen mit einer Kombination aus 4 ml warmer Trypsin-EDTA-Lösung und 1 ml DPBS aus dem Kolben gelöst. HINWEIS: Vermeiden Sie Passagen, die später als P7 liegen.</li>
		<li>Der Kolben wird 5 min bei 37 °C in einemCO2-Inkubator inkubiert. Betrachten Sie unter einem Mikroskop, um zu bestätigen, ob die Zellen vom Kolben gelöst sind. 5 ml warmes Perizytenmedium (mit 2% fetalem Rinderserum [FBS]) in den Kolben geben und die abgelösten Zellen in ein 50-ml-Zentrifugenröhrchen überführen.</li>
		<li>Zentrifugieren Sie die Zellsuspension für 3 min bei 200 × g, so dass die Zellen ein Pellet im Boden des Röhrchens bilden können. Saugen Sie das Medium aus dem Röhrchen ab, um sicherzustellen, dass das Zellpellet intakt bleibt.</li>
		<li>Resuspendieren Sie das Zellpellet in Perizytenmedium; Berechnen Sie die Menge an Medium in Abhängigkeit vom Zusammenfluss der Zellen und der Anzahl der benötigten Bohrlocheinsätze. Nehmen Sie 10 μL der resuspendierten Zellen, legen Sie sie in einen Zellzählobjektträger und zählen Sie die Anzahl der Zellen.</li>
		<li>Bestimmen Sie die Zelldichte und säen Sie 300.000 Zellen / setzen Sie 1 ml Perizytenmedium auf die abluminale Seite der Vertiefungsinserts (6-Well-Format) ein. HINWEIS: Bei der Aussaat von HBVP auf der Unterseite von Einsätzen ist es sehr wichtig, zuerst die Well-Insert-Platten auf den Kopf zu stellen. Während die Platte flach auf eine Oberfläche gelegt wird, entfernen Sie den unteren Abschnitt, um die abluminale Seite der Muldeneinsätze freizulegen. Nachdem Sie die Perizytenzellsuspension auf die abluminale Seite gegeben haben, decken Sie die Vertiefungen mit der umgedrehten Platte ab, um eine Verdunstung zu verhindern. Alle Platten über Nacht in einem 5% CO2-Inkubator bei 37 °C auf den Kopf gestellt.</li>
	</ol></li>
	<li>Aussaat von Astrozyten<ol><li>HA wird in T75-Kolben in einem 5%-CO2-Inkubator bei 37 °C kultiviert, bis der Zusammenfluss erreicht ist. Führen Sie die obigen Schritte 1.1.1-1.1.4 aus, indem Sie Astrozytenmedium (ebenfalls mit 2% FBS) anstelle von Perizytenmedium verwenden. HINWEIS: Vermeiden Sie Passagen nach P9.</li>
		<li>Bestimmen Sie die Zelldichte und säen Sie 300.000 Zellen / Vertiefung auf den Boden der Gewebekultur 6-Well-Platten. Decken Sie die Platte ab, um eine Verdunstung zu verhindern, und bewahren Sie alle Platten über Nacht in einem 5%CO2-Inkubator bei 37 °C auf.</li>
	</ol></li>
	<li>Aussaat von Endothelzellen<ol><li>Kultivieren Sie HBMEC in Gewebekulturschalen in einem 5% CO2 -Inkubator bei 37 °C bis zum Konfluieren. Befolgen Sie die obigen Schritte 1.1.1-1.1.4 und verwenden Sie ein vollständiges klassisches Medium (mit 10% FBS) anstelle eines Perizytenmediums. HINWEIS: Vermeiden Sie Passagen, die später als P12 liegen.</li>
		<li>Die Gewebekultur-6-Well-Platten mit Astrozyten und die Well-Inserts (6-Well-Format) mit Perizyten entnehmen Sie den 5%-CO2-Inkubator bei 37 °C. Asspirieren Sie das Astrozytenmedium aus den 6-Well-Platten der Gewebekultur. Fügen Sie 1 ml Perizytenmedium und 1 ml Astrozytenmedium zu jeder Vertiefung hinzu.</li>
		<li>Das Perizytenmedium aus den Vertiefungen absaugen und in die 6-Well-Platten der Gewebekultur geben, die die ausgesäten Astrozyten enthalten. Säen Sie HBMEC mit einer Dichte von 300.000 Zellen/Wells in 2 ml komplettem klassischem Medium auf die apikale Seite der gleichen Well-Inserts. HINWEIS: Die Endothelzellen sollten am nächsten Tag nach der Aussaat von Perizyten auf der abluminalen Seite der Well-Inserts und Astrozyten auf Gewebekultur-6-Well-Platten auf der apikalen Seite der Well-Inserts ausgesät werden. Die Zellen sollten 6 Tage lang in Dreifachkultur gehalten werden, um BBB-ähnliche Eigenschaften zu induzieren. Das Zellkulturmedium sollte in beiden gut einsetzenden Kompartimenten 24 h vor den Experimenten gewechselt werden.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Induktion des Sauerstoff-Glukose-Entzugs
<ol><li>Waschen Sie die Zellen 3x mit DPBS. Für Dreifachzellkulturen, die OGD ausgesetzt sind, fügen Sie sowohl den apikalen als auch den basolateralen Kompartimenten ein glukosefreies Medium (ohne L-Glutamin und Phenolrot) hinzu. Ersetzen Sie das Kulturmedium durch frisches Medium in normoxischen Kontrollzellkulturen. Kontroll-Dreifachkulturen in den 5%-CO2-Inkubator bei 37 °C geben. HINWEIS: Medienveränderungen vor der Induktion von OGD oder unmittelbar nach OGD können mechanische Belastungen erzeugen, die die Monoschichten der Endothelzellen weiter beeinflussen würden. Somit sind die Schritte mit Mediumersatz für normoxische Kontrollzellkulturen enthalten.</li>
	<li>Stellen Sie eine Petrischale mit 20 ml sterilem Wasser in die Hypoxie-Inkubatorkammer, um eine ausreichende Befeuchtung der Kulturen zu gewährleisten. Öffnen Sie die Kammer, indem Sie die Ringklemme lösen. Ordnen Sie die Zellkulturen in den Regalen an. Versiegeln Sie die Kammer, indem Sie die Ringklemme sichern.</li>
	<li>Öffnen Sie sowohl die Einlass- als auch die Auslassöffnungen der Kammer. Befestigen Sie den Schlauch, der von der Oberseite des Durchflussmessers kommt, an der Kammer. Befestigen Sie den Schlauch, der von der Unterseite des Durchflussmessers kommt, über einen Luftfilter an dem Gastank, der das Gasgemisch von 95% N 2/5% CO2 enthält. </li>
	<li>Öffnen Sie das Tankdurchflussregelventil, indem Sie es gegen den Uhrzeigersinn drehen, um einen minimalen Gasfluss zu ermöglichen. Öffnen Sie das Druckregelventil langsam durch Drehen im Uhrzeigersinn.</li>
	<li>Spülen Sie die Kammer mit dem Gasgemisch bei einer Durchflussrate von 20 l/min für 5 min. Trennen Sie die Kammer von der Gasquelle und schließen Sie beide weißen Kunststoffklemmen fest.</li>
	<li>Schalten Sie das Tankdurchflussregelventil aus, indem Sie im Uhrzeigersinn drehen. Schließen Sie das Druckregelventil, indem Sie es gegen den Uhrzeigersinn drehen.</li>
	<li>Stellen Sie die Hypoxiekammer für 4 h in einen herkömmlichen Inkubator bei 37 °C. HINWEIS: Für die anschließende Reoxygenierungsphase waschen Sie die Zellen 3x mit DPBS, fügen Sie frisches Medium in allen Dreifachkulturen hinzu und bewahren Sie sie weitere 24 Stunden im 5%CO2-Inkubator bei 37 ° C auf. Gemäß den Anweisungen des Herstellers beträgt die in der Kammer verbleibende Sauerstoffkonzentration 0% nach nicht weniger als 4 min Spülen mit anaeroben Gasgemisch bei 20 l / min.</li>
</ol>3. TEER-Messungen
<ol><li>Setzen Sie das sterilisierte TEER-Instrument in die Biosicherheitswerkbank ein und stecken Sie die Elektroden in das Epithelvoltohmmeter. Sterilisieren Sie die Elektroden in 30 ml 70% iger Isopropylalkohollösung für mindestens 30 min.</li>
	<li>Schalten Sie das TEER-Gerät ein und stellen Sie die Funktion auf Ohm ein.</li>
	<li>Entfernen Sie die Elektroden aus der 70%igen Isopropylalkohollösung und legen Sie sie mindestens 30 Minuten lang in 20 ml DPBS, bis die digitale Anzeige am TEER-Gerät 0 Ohm anzeigt.</li>
	<li>Führen Sie den langen Zapfen der Elektrode durch eine der drei Öffnungen im Aufhänger des Locheinschubs der leeren Well-Insert-Steuerung ein und senken Sie ihn, bis er den Boden der Vertiefung berührt. Stellen Sie sicher, dass der kurze Zapfen über der apikalen Kultur auf der Unterseite des Brunneneinsatzes ruht. HINWEIS: Die Steuerung des Blank-Well-Inserts besteht aus 2 ml vollständigem klassischem Medium im apikalen Kompartiment und einer Kombination aus 1 ml Perizytenmedium und 1 ml Astrozytenmedium im basolateralen Kompartiment. Stellen Sie sicher, dass die Elektroden während der TEER-Messung um 90° zum Bohrlocheinsatz gehalten werden. Die Verwendung des Durchschnitts von zwei oder drei Messwerten, die in derselben Vertiefung (pro Öffnung) erhalten wurden, kann dazu beitragen, die Variabilität zu verringern.</li>
	<li>Warten Sie, bis die digitalen Anzeigewerte am TEER-Gerät abgeschaltet sind, bevor Sie den Wert aufzeichnen. Legen Sie die Elektroden wieder in DPBS, um sie zwischen den Messungen zu waschen. Sammeln Sie weiterhin alle TEER-Messungen für zwei weitere leere Bohrlocheinsatzkontrollen.</li>
	<li>Erfassen Sie die TEER-Messungen der Probenplatten anhand der Schritte 3.4-3.5, die für die Kontrollmessungen durchgeführt wurden. Sobald alle Messungen durchgeführt wurden, legen Sie die Elektrode für 30 min wieder in die 70%ige Isopropylalkohollösung. Trennen Sie die Elektroden vom TEER-Gerät und lassen Sie sie an der Luft trocknen.</li>
	<li>Berechnen Sie die TEER-Werte. Verwenden Sie Gleichung (1), um den mittleren Ohmwert der Leerbohrloch-Kontrolle vom Ohm-Wert der Probe zu subtrahieren, und multiplizieren Sie dann diesen Widerstandswert mit der Fläche des Membraneinsatzes (cm 2), um den gemeldeten TEER-Wert in Ω∙cm2 zu erhalten. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/64469/64469eq01.jpg" style="margin: auto;"> (1)</li>
</ol>4. Beurteilung der parazellulären Permeabilität der BHS
HINWEIS: Führen Sie alle Schritte mit FITC-Dextran in einer Zellkultur-Biosicherheitswerkbank mit ausgeschaltetem Licht durch. Decken Sie die FITC-Dextran-Lösungen mit Aluminiumfolie ab, um das Photobleichen zu minimieren.
<ol><li>Lösungen, die FITC-Dextrans von 20 und 70 kDa (0,1 mg/ml) enthalten, unter Verwendung eines phenolrotfreien Endothelzellwachstumsmediums herstellen und 1 h auf einem schaukelnden Plattformschüttler rühren lassen. Filtern Sie die Lösungen mit einem 0,22 μm Spritzenfilter.</li>
	<li>Asspirieren Sie das Medium aus dem basolateralen Kompartiment und ersetzen Sie es durch 2 ml phenolrot-freies Endothelzellwachstumsmedium im Dreifachzellkultur-BBB-Modell. Waschen Sie die Zellen im apikalen Kompartiment zweimal mit Hanks' ausgewogener Salzlösung (HBSS).</li>
	<li>1 ml der FITC-Dextranlösung in das apikale Fach geben und die Platte mit Aluminiumfolie abdecken. Die Platte wird 1 h lang in einen 5%igen CO2-Inkubator bei 37 °C gegeben.</li>
	<li>Nehmen Sie 100 μL Medium aus den basolateralen Kompartimenten und geben Sie es in eine schwarze 96-Well-Platte. Messen Sie die Fluoreszenz mit einem Mikrotiterplatten-Reader, wobei die Anregungs- und Emissionswellenlängen auf 480 nm bzw. 530 nm eingestellt sind.</li>
</ol>5. Nachweis von Hypoxie in lebenden Zellen
<ol><li>Aussaat 200 μL HBMEC, HA und HBVP in der Mitte von poly-d-lysinbeschichteten, 35 mm Glasbodenschalen mit einer Dichte von 150.000 Zellen/Schale. Vor der Aussaat von HBMEC den Boden des Geschirrs mit dem Anhaftungsfaktor beschichten. Lassen Sie die Zellen an der Glasoberfläche anhaften, indem Sie sie über Nacht bei 37 °C in einemCO2-Inkubator belassen. HINWEIS: Es ist wichtig, Geschirr mit menschlichen Primärzellen gleichzeitig mit einem Dreifach-BBB-Modell in einer Hypoxiekammer für OGD zu platzieren.</li>
	<li>Sobald der Zusammenfluss erreicht ist, ist das Kulturmedium zu verwerfen und 2 ml vorgewärmtes glukosefreies Medium (für OGD) oder normales Medium (für Kontrollen) hinzuzufügen, das 2 μL 1 mM Hoechst 33342 (Endkonzentration 0,2 μM) und 0,5 μL 5 mM Stammlösung des referenzierten Bild-iT-Grünhypoxie-Reagenzes (Endkonzentration 1 μM) enthält. Ersetzen Sie nach der OGD-Behandlung das Medium in allen Gerichten durch ein bildgebend optimiertes Medium.</li>
	<li>Führen Sie eine Fluoreszenz-Lebendzellbildgebung mit dem GFP-Filter und dem konfokalen Mikroskop-Inkubator der obersten Stufe durch, wie zuvor14,15 beschrieben.</li>
</ol>

<ol><li>Mozaffarian, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+disease+and+stroke+statistics-2016+update%3A+a+report+from+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart disease and stroke statistics-2016 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 133 (94), 38(2016).</li>
<li>Yousufuddin, M., Young, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aging+and+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Aging%22%5BJournal%5D)">Aging and ischemic stroke.</a> Aging. 11 (9), 2542-2544 (2019).</li>
<li>Donkor, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stroke+in+the+21st+century%3A+a+snapshot+of+the+burden%2C+epidemiology%2C+and+quality+of+life%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke+Research+and+Treatment%22%5BJournal%5D)">Stroke in the 21st century: a snapshot of the burden, epidemiology, and quality of life.</a> Stroke Research and Treatment. , 3238165(2018).</li>
<li>Kadry, H., Noorani, B., Cucullo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+blood-brain+barrier+overview+on+structure%2C+function%2C+impairment%2C+and+biomarkers+of+integrity%5BTitle%5D)+AND+%22Fluids+and+Barriers+of+the+CNS%22%5BJournal%5D)">A blood-brain barrier overview on structure, function, impairment, and biomarkers of integrity.</a> Fluids and Barriers of the CNS. 17 (1), 69(2020).</li>
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<li>Al Ahmad, A., Taboada, C. B., Gassmann, M., Ogunshola, O. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Astrocytes+and+pericytes+differentially+modulate+blood-brain+barrier+characteristics+during+development+and+hypoxic+insult%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Astrocytes and pericytes differentially modulate blood-brain barrier characteristics during development and hypoxic insult.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 31 (2), 693-705 (2011).</li>
</ol>

Alle Autoren gaben bekannt, dass es keine Interessenkonflikte gibt.

In diesem Protokoll beschreiben wir eine Methode zum Aufbau eines zuverlässigen dreifachen Endothelzell-Perizyten-Astrozyten-Kultur-BBB-Modells zur Untersuchung der BBB-Dysfunktion im Rahmen eines ischämischen Schlaganfalls in vitro. In Anbetracht der Tatsache, dass Perizyten in vivo die nächsten Nachbarn von Endothelzellen sind, sind HBVP in diesem Modell16 auf der Unterseite der Well-Inserts plattiert. Obwohl dieser Konfiguration die direkte Zell-zu-Zell-Kommunikation zwischen ...

Schlaganfall ist weltweit eine der häufigsten Todes- und Langzeitinvaliditätsursachen1. Die Inzidenz von Schlaganfällen nimmt mit zunehmendem Alter schnell zu und verdoppelt sich alle 10 Jahre nach dem 55. Lebensjahr2. Der ischämische Schlaganfall tritt als Folge einer Störung des zerebralen Blutflusses aufgrund thrombotischer und embolischer Ereignisse auf, was mehr als 80% aller Schlaganfallfälle ausmacht3. Schon jetzt gibt es relativ wenige Behandlungsmöglichkeiten, um den Gewebetod nach einem ischämischen Schlaganfall zu minimieren. Die Behandlungen, die es gibt, sind zeitkritisch und führen folglich nicht immer zu guten klinischen Ergebnissen. Daher ist die Erforschung komplexer zellulärer Mechanismen des ischämischen Schlaganfalls, die die Erholung nach einem Schlaganfall beeinflussen, dringend erforderlich.
Die BHS ist eine dynamische Schnittstelle für den Austausch von Molekülen zwischen dem Blut und dem Hirnparenchym. Strukturell besteht die BBB aus mikrovaskulären Endothelzellen des Gehirns, die durch Verbindungskomplexe verbunden sind, die von einer Basalmembran, Perizyten und astrozytären Endfüßen umgeben sind4. Perizyten und Astrozyten spielen eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung der BBB-Integrität durch die Sekretion verschiedener Faktoren, die für die Bildung starker Tight Junctions notwendig sind 5,6. Der Zusammenbruch der BBB ist eines der Kennzeichen des ischämischen Schlaganfalls. Akute Entzündungsreaktionen und oxidativer Stress im Zusammenhang mit zerebraler Ischämie führen zur Störung von Tight-Junction-Proteinkomplexen und zu einem gestörten Crosstalk zwischen Astrozyten, Perizyten und Endothelzellen, was zu einer erhöhten parazellulären gelösten Permeabilität über die BBB7 führt. Die BBB-Dysfunktion fördert die Bildung von Hirnödemen weiter und erhöht das Risiko einer hämorrhagischen Transformation8. Unter Berücksichtigung all dessen besteht ein großes Interesse daran, die molekularen und zellulären Veränderungen zu verstehen, die auf BBB-Ebene während und nach einem ischämischen Schlaganfall auftreten.
Obwohl viele In-vitro-BBB-Modelle in den letzten Jahrzehnten entwickelt und in einer Vielzahl von Studien verwendet wurden, kann keines von ihnen In-vivo-Bedingungen vollständig replizieren9. Während einige Modelle auf Endothelzellmonoschichten basieren, die auf gut einsetzenden permeablen Trägern allein oder in Kombination mit Perizyten oder Astrozyten kultiviert wurden, haben erst neuere Studien Triple-Zellkultur-Modelldesigns eingeführt. Fast alle existierenden Dreifachkultur-BBB-Modelle enthalten primäre Hirnendothelzellen zusammen mit Astrozyten und Perizyten, die aus Tierarten oder Zellen aus menschlichen pluripotenten Stammzellen isoliert wurden10,11,12,13.
In Anerkennung der Notwendigkeit, die menschliche BHS in vitro besser zu rekapitulieren, haben wir ein Dreifachzellkultur-In-vitro-BBB-Modell etabliert, das aus mikrovaskulären Endothelzellen des menschlichen Gehirns (HBMEC), primären menschlichen Astrozyten (HA) und primären vaskulären Perizyten des menschlichen Gehirns (HBVP) besteht. Dieses Dreifachkultur-BBB-Modell ist auf 6-Well-Platten-Polyestermembraneinsätzen mit einer Porengröße von 0,4 μm aufgebaut. Diese Well-Inserts bieten eine optimale Umgebung für die Zellanheftung und ermöglichen einen einfachen Zugang zu apikalen (Blut) und basolateralen (Gehirn) Kompartimenten für die Medienprobenahme oder die Anwendung von Verbindungen. Die Merkmale dieses vorgeschlagenen Dreifachzellkultur-BBB-Modells werden durch Messung von TEER und parazellulärem Fluss nach OGD bewertet, der den ischämischen Schlaganfall in vitro nachahmt, wobei ein Mangel an Sauerstoff (<1% O2) und Nährstoffen (unter Verwendung eines glukosefreien Mediums) durch die Verwendung einer befeuchteten, versiegelten Kammer erreicht wird. Zusätzlich werden induzierte ischämische Zustände in diesem Modell durch direkte Visualisierung hypoxischer Zellen genau verifiziert.

<table><tbody><tr><td>24 mm Transwell mit 0,4 & Mikro; m Pore Polyester Membrane Insert</td><td>Corning</td><td>3450</td><td></td></tr><tr><td>35 mm Glasbodenschalen</td><td>MatTek Life Sciences (FISHERSCI)</td><td>P35GC-1.5-14-C</td><td></td></tr><tr><td>Astrocyte Medium</td><td>Science Cell</td><td>1801</td><td></td></tr><tr><td>Attachment Factor</td><td>Cell Systems (Fisher Scientific)</td><td>4Z0-201</td><td></td></tr><tr><td>BD 60 mL Spritze</td><td>BD</td><td>309653</td><td></td></tr><tr><td>BrainPhys Imaging Optimiertes Medium</td><td>STEMCELL Technologies</td><td>5791</td><td></td></tr><tr><td>Complete Classic Medium mit Serum und CultureBoost</td><td>4Z0-500</td><td>Cell Systems</td><td></td></tr><tr><td>Corning 50 mL PP Zentrifugenröhrchen (konischer Boden mit CentriStar Kappe</td><td>VWR</td><td>430829</td><td></td></tr><tr><td>Corning 75cm&sup2; U-förmiger, abgeschrägter, nicht behandelter Zellkulturkolben</td><td>Corning</td><td>431464U</td><td></td></tr><tr><td>Corning CellBIND 96-Well-Mikrotiterplatten mit flachem, klarem Boden und schwarzem Polystyrol</td><td>Corning</td><td>3340</td><td></td></tr><tr><td>Countes Zellzählkammer-Objektträger</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>C10228</td><td></td></tr><tr><td>Countess II FL Automatisierter Zellzähler</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>ZGEXSCCOUNTESS2FL</td><td></td></tr><tr><td>Decon CiDehol 70 Isopropylalkohol-Lösung&nbsp;</td><td>Fisher Wissenschaftlich&nbsp;</td><td>04-355-71</td><td></td></tr><tr><td>Einweg-Petrischalen</td><td>VWR</td><td>25384-088</td><td></td></tr><tr><td>DMEM-Medium (ohne Glukose, ohne Glutamin, ohne Phenolrot)</td><td>ThermoFisher</td><td>A14430-01</td><td>Glukosefreies Medium</td></tr><tr><td>DPBS (ohne Kalzium, ohne Magnesium)</td><td>ThermoFisher</td><td>14190250</td><td></td></tr><tr><td>EBM Basalmedium für das Wachstum von Endothelzellen, phenolrotfrei, 500 mL</td><td>Lonza</td><td>CC-3129</td><td></td></tr><tr><td>EVOM2 Epithel Volt/Ohm (TEER) Messgerät mit STX2 Elektroden</td><td>World Precison Instruments</td><td>NC9792051</td><td>Epithel Voltohmmeter</td></tr><tr><td>Fluorescein-Isothiocyanat&ndash; Dextran (Gew.-Nr. 20.000)</td><td>Millipore Sigma</td><td>FD20-250MG</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescein-Isothiocyanat&ndash; dextran (wt 70.000)</td><td>Millipore Sigma</td><td>FD70S-250MG</td><td></td></tr><tr><td>Fluorview FV3000 Konfokalmikroskop</td><td>Olympus</td><td>FV3000</td><td></td></tr><tr><td>Gastank (95% N2, 5% CO2)</td><td>Airgas</td><td>X02NI95C2003071</td><td></td></tr><tr><td>HBSS (kein Calcium, kein Magnesium, kein Phenolrot)</td><td>Thermofisher</td><td>14025092</td><td></td></tr><tr><td>Hoechst 33342, Trihydrochlorid, Trihydrat - 10 mg/ml Wasserlösung</td><td>ThermoFisher</td><td>H3570</td><td></td></tr><tr><td>Menschliche Astrozyten</td><td>Science Cell</td><td>1800</td><td></td></tr><tr><td>Menschliches Gehirn Gefäßperizyten</td><td>Science Cell</td><td>1200</td><td></td></tr><tr><td>Hypoxie-Inkubatorkammer</td><td>STEMCELL Technologies</td><td>27310</td><td></td></tr><tr><td>Image-iT Grünes Hypoxie-Reagenz</td><td>ThermoFisher</td><td>I14834</td><td></td></tr><tr><td>Pericyte Medium</td><td>Science Cell</td><td>1201</td><td></td></tr><tr><td>Primäres menschliches Gehirn Mikrovaskuläre Endothelzellen</td><td>ACBRI 376</td><td>Cell Systems</td><td></td></tr><tr><td>Rocking Platform Shaker, Doppel</td><td>VWR</td><td>10860-658</td><td></td></tr><tr><td>Einzel-Durchflussmesser</td><td>STEMCELL Technologies</td><td>27311</td><td></td></tr><tr><td>SpectraMax iD3 Mikroplatten-Reader</td><td>Molekulare Geräte</td><td>75886-128</td><td></td></tr><tr><td>Spritzenvorsatzfilter, 25 mm, 0,22 &mu; m, PVDF, steril</td><td>NEST Scientific</td><td>380121</td><td></td></tr><tr><td>TPP Multi-Well-Platten (6 Wells)</td><td>MidSci</td><td>TP92406</td><td></td></tr><tr><td>TPP Gewebekulturkolben T-75 Flaschen</td><td>MidSci</td><td>TP90075</td><td>Flaschen mit aktivierter Oberfläche für die Zelladhäsion</td></tr><tr><td>Trypsin-EDTA (0,25%), phenolrot</td><td>ThermoFisher</td><td>25200056</td><td></td></tr><tr><td>UltraPure Distilled</td><td>Water Invitrogen (Life Technologies)</td><td>10977-015</td><td></td></tr><tr><td>Uno Stage Top Inkubator-Oko</td> <td>Lab</td><td>UNO-T-H-CO2-TTL</td><td></td></tr></tbody></table>

ein dreifaches primäres zellkulturmodell der menschlichen blut-hirn-schranke zur untersuchung des ischämischen schlaganfalls in vitro

A Triple Primary Cell Culture Model of the Human Blood-Brain Barrier for Studying Ischemic Stroke In Vitro

Der ischämische Schlaganfall ist weltweit eine der Hauptursachen für Tod und Behinderung mit begrenzten therapeutischen Möglichkeiten. Die Neuropathologie des ischämischen Schlaganfalls ist durch eine Unterbrechung der Blutversorgung des Gehirns gekennzeichnet, die zu Zelltod und kognitiver Dysfunktion führt. Während und nach einem ischämischen Schlaganfall erleichtert die Dysfunktion der Blut-Hirn-Schranke (BBB) das Fortschreiten von Verletzungen und trägt zu einer schlechten Genesung des Patienten bei. Aktuelle BBB-Modelle umfassen vor allem endotheliale Monokulturen und Doppelkokulturen mit Astrozyten oder Perizyten.
Solchen Modellen fehlt die Fähigkeit, eine dynamische Gehirnmikroumgebung vollständig zu imitieren, was für die Kommunikation von Zelle zu Zelle unerlässlich ist. Darüber hinaus enthalten häufig verwendete BBB-Modelle oft immortalisierte menschliche Endothelzellen oder tierische Zellkulturen (Nagetier, Schweine oder Rinder), die translationale Einschränkungen darstellen. Dieser Artikel beschreibt ein neuartiges, auf Präparaten basierendes BBB-Modell, das nur primäre menschliche Zellen (mikrovaskuläre Endothelzellen des Gehirns, Astrozyten und vaskuläre Perizyten des Gehirns) enthält, was die Untersuchung von ischämischen Hirnverletzungen in vitro ermöglicht. 
Die Auswirkungen von Sauerstoff-Glukose-Deprivation (OGD) auf die Barriereintegrität wurden durch passive Permeabilität, transendotheliale elektrische Widerstandsmessungen (TEER) und direkte Visualisierung hypoxischer Zellen bewertet. Das vorgestellte Protokoll bietet einen deutlichen Vorteil, indem es die interzelluläre Umgebung der BHS in vivo nachahmt und als realistischeres In-vitro-BBB-Modell für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien im Rahmen einer ischämischen Hirnverletzung dient.

Um die Auswirkungen von Astrozyten und Perizyten auf die Barrierefunktion von HBMEC zu untersuchen, konstruierten wir das Dreifachzellkultur-BBB-Modell an Zellkulturinserts (Abbildung 1A) zusammen mit HBMEC-Monokulturen und zwei Doppelkokulturmodellen als Kontrollen (Abbildung 1B). Doppelte Kokulturkontrollen umfassten eine kontaktlose Kokultur von HBMEC mit HA und Kontaktkokultur von HBMEC mit HBVP. Nach 6 Tagen in Kokultur wurden alle Versuchsaufbauten für 4 h...

Hier beschreiben wir die Methode zur Etablierung eines Dreifachzellkulturmodells der Blut-Hirn-Schranke basierend auf primären mikrovaskulären Endothelzellen des menschlichen Gehirns, Astrozyten und Perizyten. Dieses multizelluläre Modell eignet sich für Studien zur neurovaskulären Einheitendysfunktion während eines ischämischen Schlaganfalls in vitro oder für das Screening von Arzneimittelkandidaten.

Ein dreifaches primäres Zellkulturmodell der menschlichen Blut-Hirn-Schranke zur Untersuchung des ischämischen Schlaganfalls in vitro

Ischemic stroke is a major cause of death and disability worldwide with limited therapeutic options. The neuropathology of ischemic stroke is ...

Unser Protokoll erkennt die Notwendigkeit an, die menschliche Blut-Hirn-Schranke in vitro besser zu rekapitulieren, um komplexe zelluläre Mechanismen zu untersuchen, die die Erholung nach einem Schlaganfall beeinflussen. Unser Triple-Modell weist eine robuste Integrität auf, die teilweise mit einer großen Kompartimentierung von Bohrlocheinsätzen zusammenhängt, wodurch wir die Änderungshäufigkeit verringern und Störungen der Populationen vermeiden können. Unser Modell ist ein großartiges Werkzeug, um die molekularen und zellulären Veränderungen zu untersuchen, die an der Blut-Hirn-Schranke während und nach einem ischämischen Schlaganfall auftreten.Unser Protokoll ermöglicht die Entdeckung neuartiger Ziele und Therapeutika zur Verbesserung der Genesung nach einem Schlaganfall. Aktuelle Behandlungen für ischämische Schlaganfälle sind zeitkritisch und folglich nicht immer wirksam. Beginnen Sie mit der Kultivierung von HBVP in T75-Kulturkolben mit einer aktivierten Oberfläche für die Zelladhäsion in einem 5%-Kohlendioxid-Inkubator bei 37 Grad Celsius, bis sie konfluieren.Sobald der Zusammenfluss erreicht ist, saugen Sie das alte Perizytenmedium ab und waschen Sie die Zellen mit fünf Mil

a-triple-primary-cell-culture-model-human-blood-brain-barrier-for

Research

Forschung

JoVE Journal

Biochemistry

Biochemie

Diese Methode beschreibt, wie zu isolieren und zu verewigen mikrovaskulären Endothelzellen von der Maus Gehirn. Wir beschreiben ein Schritt-für-Schritt-Protokoll ausgehend von der Homogenisierung von Hirngewebe, Verdauungsschritten, Aussaat und Immortalisierung der Zellen. Normalerweise dauert es etwa fünf Wochen, um eine homogene, verewigt mikrovaskuläre Endothelzellen Zelllinie zu erhalten.

Erzeugung eines Immortalisierte Murine Gehirn mikrovaskulären Endothelzellen Zelllinie als<em&gt; In Vitro</em&gt; Blut-Hirn-Barriere Modell

Dieses Video zeigt die gemeinsame Kultivierung von menschlichen Gehirnperizyten, Astrozyten und Endothelzellen. Jede Zellschicht wird separat gebildet und dann zusammen kultiviert, wodurch ein dreischichtiges System entsteht, das die zelluläre Anordnung der Blut-Hirn-Schranke...

Entwicklung eines Dreifachzellkulturmodells der menschlichen Blut-Hirn-Schranke

Einrichtung von Menschenmodelle der Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​kann die Forschung in Gehirn Bedingungen mit BBB Versagen profitieren. Wir beschreiben hier ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Kontakt BBB Modell, das Co-Kultur von Astrozyten und menschlichen Endothelzellen des Gehirns auf den gegenüberliegenden Seiten einer porösen Membran erlaubt.

Verbesserte Methode zur Präparation einer menschlichen Zelle-basierte, Kontakt Modell der Blut-Hirn-Schranke

Wir haben eine Hirnschnittmodell, das verwendet werden kann, um die molekularen Mechanismen der Exzitotoxizität-vermittelten-Hirn-Verletzungen beteiligt untersuchen entwickelt. Diese Technik erzeugt lebensfähigen reifen Hirngewebe und reduziert die für Experimente erforderlichen Tiernummern, unter Beibehaltung der neuronalen, zellulären Interaktionen und postsynaptischen Fächer teilweise intakt.

Exzitotoxische Stimulation der Hirn Microslices als<em&gt; In-vitro-</em&gt; Modell der Stroke

Ziel des Protokolls ist eine optimierte Verfahren für die Einrichtung eines in-vitro- Blut - Hirn-Schranke (BBB) Modells basierend auf primäre porcinen Gehirn endothelial Zellen (pBECs) zu präsentieren. Das Modell zeigt hohe Reproduzierbarkeit, hohe Dichtigkeit und eignet sich für Studien der Transport- und intrazellulären Menschenhandel in der Wirkstoffforschung.

Verbesserte Methode für die Einrichtung einer In-vitro- Blut - Hirn-Schranke Modell auf porcinen Endothelzellen Gehirnzellen basiert

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, eine hoch reproduzierbare Technik für in Vivo Beurteilung der Blut - Hirn-Schranke Störung in Ratte-Modelle des ischämischen Schlaganfalls liefern.

Eine In-Vivo -Bewertung der Störung der Blut - Hirn-Schranke in einem Rattenmodell des ischämischen Schlaganfalls

Isolierte Gehirn-Kapillaren aus menschlichen Hirngewebe dient als ein präklinischen Modell Barrierefunktion unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen zu studieren. Hier präsentieren wir Ihnen ein optimiertes Protokoll zur Gehirn-Kapillaren aus frischem menschlichen Hirngewebe zu isolieren.

Isolierung der zerebralen Kapillaren aus frischem menschlichen Hirngewebe

Hier stellen wir Ihnen ein Protokoll beschreibt die Einstellung einer in Cellulo BBB (Blut-Hirn-Schranke)-Minibrain aus Polyester poröse Membran Kultur einfügen System um den Transport von Biomolekülen oder infektiöse Erreger über eine menschliche BBB zu bewerten und ihre physiologische Wirkung auf die benachbarten Gehirnzellen.

Ein menschliches Blut-Hirn-Schnittstellenmodell Barriere Kreuzungen durch Krankheitserreger oder Medikamente und ihre Wechselwirkungen mit dem Gehirn zu studieren

Hier präsentieren wir einen einfachen Ansatz mit spezifischen Kulturmedien, die die Etablierung von neuron- und astrozytenangereicherten Kulturen oder neuronglia-Kulturen aus dem embryonalen Kortex mit hoher Ausbeute und Reproduzierbarkeit ermöglichen.

Ein Zellkulturmodell zum Studium der Rolle von Neuron-Glia-Interaktionen in Ischämie

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode zur Etablierung eines menschlichen Blut-Hirn-Schranken-Modells (BBB). Die Endothelzellen und Perizyten werden auf jeder Seite eines Einsatzfilters (Blutkompartiment) ausgesät, und Astrozyten werden in der unteren Vertiefung (Gehirnkompartiment) ausgesät. Das charakterisierte Modell wurde für Nanopartikeltransportexperimente verwendet.

Ein Dreifachkulturzellsystem, das die menschliche Blut-Hirn-Schranke modelliert

Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung einer stabilen und gesunden Gehirnumgebung. Die BHS-Dysfunktion ist mit vielen neurologischen Erkrankungen verbunden. Wir haben ein 3D-Stammzellmodell der BHS entwickelt, um die zerebrovaskuläre Pathologie, die Integrität der BHS und die Veränderung der BHS durch Genetik und Krankheit zu untersuchen.

Rekonstruktion der Blut-Hirn-Schranke in vitro zur Modellierung und therapeutischen Behandlung neurologischer Erkrankungen

Erfahren Sie, wie Sie ein dreifaches Zellkulturmodell der Blut-Hirn-Schranke mit primären humanen Endothelzellen, Astrozyten und Perizyten etablieren. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung neurovaskulärer Dysfunktion nach ischämischem Schlaganfall.

Ein dreifaches primäres Zellkulturmodell der menschlichen Blut-Hirn-Schranke zur Untersuchung des ischämischen Schlaganfalls in vitro (Video) | JoVE Journal

Ein dreifaches primäres Zellkulturmodell der menschlichen Blut-Hirn-Schranke zur Untersuchung des ischämischen Schlaganfalls in vitro

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