$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מחסום דם-מוח (BBB) הוא מכשול ההגנה המגביל את זרם רכיבי הפלזמה לתוך רקמת המוח ומורכב מתאי המוח המתכלים יחד עם תאים תומכים כגון קרום הלב. התפקיד העיקרי של bbb הוא לשמש מחסום כי חותמות את החלל בין דם היקפי מערכת העצבים המרכזית (cn) כדי לשמור על הומוסטאזיס של המיקרוסביבה העצבית1,2. מוחו של נימי המוח מתאים באופן יעיל את מסלול הקרנף באמצעות היווצרות הצמתים הצמודים הבינתאיים (TJs)1. מכשול הגנה זה מאפשר גלוקוז וחומרים מזינים שנבחרו להיכנס למוח בזמן שהוא מונע את רוב היונים, חומרים רעילים ותרופות לעבור דרך מכשול זה צר. מלבד תפקידה המגן, תפקוד המכשול הטבעי של BBB מהווה אתגר חמור בפיתוח מערכות משלוח הסמים מיקוד ה-CN.
במודלים של תרבות תא מתורבת של BBB הם כלים שימושיים ללמוד את הביולוגיה שלה להבין את ההשפעות של טיפול תרופתי על שלמות המכשול TJ. השתמשנו בחוט הטלפון האנושי של מיקרוכלי-הדם של המוח (מימן/D3) כמודל להפריה חוץ-גופית, כיוון שהוא מודל מקובל של שלוש המוחות האנושיים ולאחר מכן פונקציות רבות של bbb האנושי. הימן/D3is אחד מקווי התא הנפוצים ביותר למידול bbb בתוך מבחנה4,5,6,7,8,9. למרות הערכים הנמוכים יחסית של ההתנגדות החשמלית של טראנסדותל, מידה של התכווצות מכשול, קו זה משמר את רוב המאפיינים המוורפולוגיים והפונקציונליים של תאי המוח האנדותל, אפילו כתרבות חד-תרבותית בהעדר תאים גליאל ממקור אורגני6,7. קו הבכצ/D3 cell מבטא מספר סמני bbb כולל מובילים וקולטנים פעילים עד למעבר 35 מבלי להיות בלתי מעורער לפנוטיפים לא יציבים6,7,9 ,10,11. המאפיין הבולט ביותר של קו מימן/D3 cell כמו מודל מבחנה bbb הוא היכולת ליצור tjs5,9,11,12. יש לציין כי למרות מודלים BBB הנגזר בתאי הראה חדירות גבוהות יותר במחקרים רבים בהשוואה לקו הבכצ/D3 cell הם מבטאים כמה סמנים BBB, הם עדיין להתפתח כמו הנפוץ ביותר BBB תא דגם13. חשוב להניח, תא גזע נגזר מודלים BBB להיות מאופיין ביחס מספר מעבר מקסימלי המאפשרים לתאים לשמור על יציבה BBB פנוטיפים14.
שלוש שיטות עיקריות משמשות בדרך כלל כדי לקבוע את שלמות המכשול TJ, כולל מדידה של מקדם הפרפיפיל, המדידה של המקדם חדירות לכאורה (Papp) של מולקולות של מעקב הידרופילי קטן כגון סוכרוז, אינולין, לוציפר צהוב, וכו ' וכתמים של סמנים מולקולריים ידועים של TJs כגון קלודין 5, ZO-1, סגר, וכו '.5. העגלון הוא שיטה פשוטה יחסית וכמותית המודד את ההתנגדות החשמלית ברחבי התא monolayers מתורבת על מצע ממברנה נקבובי5. עם זאת, ערכי העגלון יכולים להיות מושפעים ממשתנים ניסיוניים כגון קומפוזיציה של מדיום התרבות וסוג כלי המדידה. שילוב סביר של גורמים אלה מוביל להפצה רחבה של ערכי העגלון החל מ 2 כדי 1150 Ω ס"מ2 ב הבכצ/D3 קו התאים מתורבת עבור 2-21 ימים13. חיסוני היא שיטה חזותית לקבוע נוכחות של חלבונים TJ על ידי תיוג חלבון ממוקד באמצעות נוגדנים. עם זאת, חיסוני כרוך סדרה של שלבים ניסיוניים, כולל הצורך לתקן/חדירות תאים שעלולים לגרום לפריטים ניסיוניים ואותות פלורסנט עלול לדהות לאורך זמן. הגורמים הנ ל עלול להוביל לשגיאות סובייקטיבית המשפיעים על איכות הנתונים.
המוקד העיקרי של העבודה הזאת הוא להציג באופן ברור מאוד מבוסס חדירות לכאורה לקבוע את הקינטיקה של היווצרות מונאולייר שוטפת בתאי מימן/D3 מתורבתים. למרות שאחרים מתקדמים מערכות מחוץ לתחום, כגון מערכות שיתוף התרבות, מערכות microfluidic, הם מחקה מבחינה פיזיולוגית יותר הרלוונטיות עם פונקציית המכשול משופרת באופן משמעותי15,16,17, הבכצ/D3 transwell להגדיר היא מודל פשוט ואמין כדי להעריך את הקינטיקה של היווצרות TJ במהירות ההשפעה של ניסוחים תרופות שונות על תפקוד המכשול. באופן כללי, ערכי Papp עקביים לפתרונות הידרופיליים שונים בבכצ/D3 monolayers. לדוגמה, ערכי ה -P שדווחו עבור מספר פתרונות המסה המולקולריים הנמוכים (כגון סוכרוז, מאננירול, לולי, וכו ') בדגמים שונים של מודלים מחוץ לגופית הם בסדר של 10-4 ס"מ/min5,18,19 , 20. בכיוונון הנסיוני שלנו, תאי המוח האנדותל הם הזרע על קרום מיקרונקבובי קולגן מצופה עבור תא מצורף היווצרות מונאולייר לחקות את המכשול vivo. The LY הוסיף בצד פסגה צפוי לחצות את הצמתים הצמודים הבינסלולאריים ולהצטבר בצד basolateral. ריכוזים גדולים יותר של LY בצד הbasolateral לציין מכשול בלתי בוגר, לא במלואו פונקציונלי בעוד ריכוזים נמוכים לשקף הובלה מוגבלת בשל נוכחותם של TJs פונקציונלי וכתוצאה מכך מכשול בוגר.
LY הינו צבע הידרופילי עם פסגות עירור/פליטה ברורים וימנע את הצורך למולקולות מעקב רדיויניום כגון סוכרוז, ניטול או אינולין. כך, ערכי הקרינה הפלואורסצנטית של LY יכול לשמש ישירות לחשב באופן ישיר חדירות הקרנף שלה לאורך BBB monolayers. בנוסף, לעומת צבעים זמינים מסחרית רבים המשמשים בתחומים ביו הסובלים משמרות סטוקס קטן כגון fluorescein21, משמרת סטוקס של LY הוא על 108 ננומטר עם הפרדה ספקטרלית מספקת, ובכך מאפשר לנתונים בעלי קרינה פלואורסצנטית כ בדיקה חזקה כדי לקבוע חדירות הקרנף. השתמשנו בכתמים המערביים כטכניקה אורתוגונלית כדי להדגים שינויים בביטוי של חלבון סמן הצומת צר, ZO-1, על זמן התרבות. ZO-1 ביטוי שאותרו באמצעות בלוק המערבי משמש כדי להשלים את הנתונים האפליקציה ly p ובשילוב, נתונים אלה מראים כי השינויים נצפתה בערכים ly papp הוא רפלקטיבית היווצרות של מונאולייר עם עלייה הדרגתית ביטוי של סמן צומת צר, ZO-1.
כפי שציין קודם לכן, המוקד המרכזי של העבודה הזאת הוא להפגין שיטת LY כטכניקה פשוטה כדי לפקח על היווצרות של מונאולייר שוטפת עם צמתים הדוקים ופונקציונליים. עם זאת, כדי להדגים כלי נוסף של הסדר המפותח, אנו מדדו את ה-LY Papp ב-DNA ננו-חלקיק-transmec/D3 monolayers. חומצות גרעין ניתן לדחוס חלקיקי פוליאלקטרוליט עם קוטר של 100-200 ננומטר באמצעות אינטראקציה אלקטרוסטטית בין קבוצות טעונה חיובי של פולימרים וקבוצות פוספט טעונה שלילית של חומצות גרעין22, 23. אנו מתייחסים אלה מתחמי כמו חלקיקי DNA (ה-dna NPs) בעבודתנו. בעוד הכוונה שלנו היא להתאים את התאים ולבטא את החלבון הרצוי, עלינו לוודא שמאפייני המכשול של הבכצ/D3 monolayers אינם נחשפים. הנתונים שלנו מצביעים על תקן 4 h ללוציפראז גן משטר אינו משנה באופן מגוון את חדירות ly להפגין את השירות של LY Papp האפליקציה כדי לקבוע שינויים שלמות המכשול TJ.