Confocale beeldvorming van de lymfkliertest BBTB mimic toont de expressie en cellulaire lokalisatie van de strakke junction eiwitten zonula occludens-1 (ZO-1) en claudin-5 in bEND3. Contacten tussen de endotheliale cellen en de astrocyten geïnduceerde duidelijk de verplaatsing van de ZO-1 en claudin-5 tot en met de contacten van de endothelial cel ten opzichte van de bEND3 monoculturen (Figuur 1 d). Met immunofluorescentie vlekken om te visualiseren de astrocyten GFAP-uiten aan de hersenen-kant van het membraan, is het mogelijk om te observeren en bestuderen van de astrocytic processen en einde-voeten contact opnemen met de endotheliale cellen via het membraan (figuur 1E ). De Astrocyt-endothelial cel contacten te bevorderen en stabiliseren de aanscherping van de cellulaire barrière zijn bekend en zijn geassocieerd met lagere waarden van de permeabiliteit van de BBB-19. Overeenkomstig dat we een substantiële afname van de permeabiliteit van de muis BBTB nabootsen voor de nb-Fl van 27.63 (± 3.45) x 10-6 cm/s in het geval van monoculturen te 6.74 (± 3.01) x 10-6 cm/s waargenomen wanneer mede gekweekt met het hypoxie-afleidbare factor knock out (HIFko) astrocyten (tabel 1). De vereeuwigd HuAR2T vormen zeer doorlaatbare cellulaire belemmeringen (104.92 ± 27.1 x 10-6 cm/s, tabel 1). Gelijkaardig aan het lymfkliertest model, we gemeten aanzienlijk lager permeabiliteit van de BBTB naar nb-Fl, namelijk 47.4 (± 14.32) x 10-6 cm/s, wanneer de HuAR2T cellen mede gekweekte met de menselijke primaire astrocyten (tabel 1 werden).
De aanwezigheid van de patiënt-afgeleide glioblastoma bollen geïnduceerde in zowel menselijke als lymfkliertest BBTB nabootsers, een lichte stijging van de waarden van de permeabiliteit in vergelijking met de endothelial cel-Astrocyt co culturen alleen (tabel 1). Dit verschijnsel is waargenomen met een aantal maar niet alle van de patiënt glioma bol modellen. Dit kan worden veroorzaakt door de VEGF-A dat wordt uitgescheiden door een aantal van deze patiënt-afgeleide cellen.
Om te vergelijken de waarden van de permeabiliteit van de in vitro BBTB nabootsers bij de in vivo BBB, beeld we de real-time verspreiding van de nb-Fl door een cranial raam geïmplanteerd in naakt muizen. Met behulp van een stereomicroscoop fluorescentie, werd nb-Fl diffusie van de haarvaten van de bloedvat die voortvloeien uit de belangrijkste pial bloedvaten opgenomen vóór, tijdens en na systemische injectie van de sonde (figuur 2C). Metingen van de differentiële fluorescentie waarden uit het circulerende bloed en hersenen corticale parenchym na verloop van tijd konden we voor het berekenen van de waarden bij benadering permeabiliteit van de naakt muis's BBB voor nb-Fl (5.57 ± 2.19 x 10-6 cm/s, Tabel 1).
Om te illustreren hoe deze BBTB nagebootst kan worden gebruikt voor visualisatie van de passage van stoffen uit aan de zijkant van het bloed naar de hersenen kant, vergeleken we de transcytosis van ø 110 nm (NP110) en ø 350 nm (NP350) nanodeeltjes targeting patiënt afkomstige glioblastoma sferen. Resultaten in vitro werden vervolgens vergeleken met de in vivo transcytosis. In het gepresenteerde voorbeeld nanodeeltjes waren beklede oppervlak met de tumor-targeting peptide CooP20 en geladen met de fluorescente kleurstof (FITC) ter vergemakkelijking van de visualisatie. We het label van de cellen met behulp van de lysosomale kleurstof en counterstained met DAPI 24 h na de toevoeging van de FITC-nanodeeltjes op de bloed-kant van de BBTB na te bootsen en verworven confocal microfoto op verschillende niveaus (bijvoorbeeld de bloed kant het membraan, de kant van de hersenen, en de patiënt glioblastoma sferen) (figuur 3A). Het NP110-geassocieerde fluorescent signaal colocalized met de lysosomen in de endotheliale cellen, astrocyten en tumorcellen. Daarnaast NP110s werden gevonden tussen de endotheliale cellen en de astrocyten, passeren de poriën van de membraan van de insert (figuur 3A).
Het verstrijken van de NP110s werd gekwantificeerd door het meten van de fluorescentie van monsters die van de kant van zowel het bloed en de hersenen. Deze permeabiliteit waarden werden vergeleken met die voor de nanodeeltjes van bepaald ø 350 nm (NP350). Uit de resultaten blijkt dat alleen NP110 was in staat om over te steken van de Nabootsers van de BBTB (figuur 3B). NP350 bleef aan de bloed-kant van de BBTB nabootsen, wat in lagere waarden van de permeabiliteit voor deze nanodeeltjes resulteerde.
Nadruk wordt gelegd op de relevantie van de Nabootsers van de BBTB ten opzichte van de in vivo modellen, werden naakt muizen intraveneus ingespoten met NP110 of NP350 nanodeeltjes bedekt met de tumor-targeting peptide CooP en geconjugeerd met rode fluorescerende kleurstof (TRITC) voor de detectie. Weefsels die op verschillende tijdstippen bleek dat na 8u, BBB-permeabele nanodeeltjes hebben extravasated in de hersenen parenchym, terwijl de nonpermeable degenen die in de omloop bleven voornamelijk van de systemische circulatie in vivo gewist zijn. Daarom we verzameld van de hersenen en het aantal nanodeeltjes per vierkante millimeter 8 h postinjection gekwantificeerd. Overeenkomstig de in vitro bevindingen, NP110, maar niet NP350, extravasated met succes in de hersenen parenchym (Figuur 3 c). High-vergroting beeldvorming van de locatie van de nanoparticle in de hersenen bleek dat NP110 was homogeen verspreid in de hersenen parenchym buiten de haarvaten bloed en succesvol homed op de geïmplanteerde glioblastoma cellen (figuur 3D). Ondanks het tentoonstellen van de dezelfde tumor gericht op groep (CooP), NP350 kon extravasate in de hersenen parenchym en was alleen gedetecteerd binnen de luminal kant van de hersenen bloedvaten (figuur 3E), vergelijkbaar met de resultaten van in vitro.

Figuur 1: beschrijving van het model van blood-brain tumor-barrière (BBTB). (A) Schematische weergave van de locaties van verschillende celtypes. (B) afbeelding van de plaatsing van de invoegen op de cover van de 6-well plaat en de seeding techniek voor de astrocyten aan de kant van de hersenen van de insert's membraan. (C) de illustratie van de plaatsing van de 6-well plaat waardoor de Astrocyt hechting. (D) immunofluorescentie microfoto van de strakke junction eiwitten zonula occludens-1 (ZO-1, bovenste rij, rood) en claudin-5 (onderste rij, groen). De eiwit expressie wordt vergeleken met de lymfkliertest microvasculaire endothelial hersencellen (bEND3) aan de kant van het bloed van de BBTB alleen gekweekt als een monocultuur (linker kolom) of met lymfkliertest vereeuwigd HIFko astrocyten (rechter kolom). Celkernen zijn counterstained met de DAPI (blauw). (E) immunofluorescentie opname de gliale fibrillary zuur eiwit (GFAP, rood) in HIFko astrocyten gekweekt aan de zijkant van de hersenen van de BBTB tonen. De high-vergroting afbeelding toont Astrocyt processen en einde-voeten (pijlen) contact opnemen met de endotheliale cellen via het membraan poriën (rechtervenster). De identiteit van de astrocyten HIFko werd gecontroleerd door immunofluorescentie kleuring van de simian 40 grote T virusantigeen (SV40 grote T, groene) gebruikt voor de immortalization van de cellen. Endotheliale cellen express van het algemeen kaderakkoord voor vrede noch de grote T SV40 en daarom kunnen gedeeltelijk worden waargenomen door de transparante, tegenover kant van het membraan als alleen-DAPI gekleurde cellen (onderbroken lijnen). Celkernen zijn counterstained met de DAPI (blauw). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 2: Intravital live bepaling van de muis BBB permeabiliteit. (A) voorbereiding van de implanteerbare caudal veneuze katheter. (1) hulpmiddelen en apparatuur zijn de volgende: (een) een PE20 polyethyleen buis (b) twee 25 G verder breinld zonder knop (c) Rochester-Ochsner Tang en (d) een kleine bulldog klem. (2) A 25 G naald wordt verwijderd door verschillende torsies zorgvuldig gebruik van de Tang en (3) ingevoegd in de buis. (4) de andere kant van de buis is verbonden met een ander 25 G naald. (B) richtlijnen voor de inplanting van de katheter en positionering te doordringen van de natrium-fluoresceïne-oplossing door de ader van de staart van een muis. Het omcirkelde gebied geeft het gebied waar een druppel Cyanoacrylaat lijm teneinde de katheter wordt geplaatst. De bulldog klem is gebruikt voor het verwerken van de katheter en verwijderd zodra de katheter is beveiligd. (C) vertegenwoordiger beeldvorming en kwantificering methode de natrium-fluoresceïne permeabiliteit waarden bepalen. Voorafgaand aan de natrium-fluoresceïne infusie (linker kolom), wordt de autofluorescence/blanco gemeten binnen een gebied van belang (ROI) geplaatst op de hersenen (bovenste paneel, witte rechthoek) en het bloedvat gebieden (onderste deelvenster rode rechthoek). Tijdens de infusie van de natrium-fluoresceïne (rechter kolom), wordt de intensiteit van de fluorescentie gemeten in beide ROIs, waardoor de berekening van de permeabiliteit van de BBB. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 3: voorspelling van de intracerebrale transcytosis van nanodeeltjes via BBB in vivo met behulp van de in vitro model voor BBTB. (A) grafische weergave van de bepaling van de BBTB met representatieve confocal beelden verkregen op de aangegeven verschillende niveaus van het lymfkliertest BBTB model. Nanodeeltjes van 110 nm in diameter (NP110) en geconjugeerd aan FITC (groen) zijn toegevoegd naar het bloed kant van de BBTB cellen zijn geëtiketteerd met de lysosomale sonde (LT-99, rood). (1) Endotheliale cellen, (2) Endotheliale transcytosis van de nanodeeltjes via de poriën van het membraan (witte gestippelde lijn), (3) de astrocyten, en (4) patiënt glioblastoma bollen worden geïdentificeerd op de afbeelding en overeenkomstige confocal microfoto (rechts). Lysosomale inkapseling van de nanodeeltjes (pijlen) suggereert actieve transcytosis door de lagen van het endotheel en Astrocyt van de BBTB. (B) kwantificering van de permeabiliteit van de aangegeven nanoparticle via de BBTB in vitro (n = 6). (C) kwantificering van de dichtheid van de aangegeven nanoparticle in het hersenweefsel afdelingen, 8 h na de infusie caudal ader van de muizen naakt (n = 3). Confocale microfoto (D) waarin de verdeling van de ø 110 nm nanodeeltjes (NP110, rood) in lymfkliertest hersenen weefselsecties is voorzien van een anti-muis CD31 antilichaam (groen). De pijl wijst op de nanoparticle transcytosis (linkerdeel). Nanodeeltjes opgebouwd rond de tumorcellen hersenen (tumor, rechter paneel) als gevolg van de CooP-targeting peptide gepresenteerd op hun oppervlak. Geen significante homing wordt waargenomen in het hersenweefsel (hersenen). (E) Confocal microfoto vertonen de verdeling van de ø 350 nm nanodeeltjes (NP350, rode) lymfkliertest hersenen weefselsecties aangeduid met een anti-muis CD31 antilichaam (groen). Pijlpunten punt aan de NP350s die werden bewaard in het bloedvat lumen en konden de BBB, waarschijnlijk als gevolg van hun grotere diameter ten opzichte van de celkernen NP110s. Kruis zijn counterstained met de DAPI (blauw). P < 0,01. P-waarden werden berekend aan de hand van een tweezijdige, niet-parametrische Mann-Whitney U test. De foutbalken vertegenwoordigen de standaarddeviatie. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
| lymfkliertest BBTB mimic | bEND3 | bEND3 + HIFko als | bEND3 + GB | bEND3 + HIFko als + GB | In vivo |
| Permeabiliteit (10-6 cm/s) | 27.63 | 6.74 | 26,8 | 10,83 | 5.57 |
| SD (10-6 cm/s) | 3.45 | 3.01 | 7,99 | 2.65 | 2.19 |
| menselijke BBTB mimic | HuAR2T | HuAR2T + hIAs | HuAR2T + GB | HuAR2T + hIAs + GB | |
| Permeabiliteit (10-6 cm/s) | 104.92 | 47.4 | 89.08 | 48.24 | |
| SD (10-6 cm/s) | 27.1 | 14.32 | 10.21 | 13.07 | |
Tabel 1: waarden van de permeabiliteit van de natrium-fluoresceïne (nb-Fl) (in centimeters per seconde) bepaald in vitro in de aangegeven co cultuur systemen en in vivo in NMRI naakt muizen. Gegevens uit een representatieve experiment (n = 3 muizen).