Ультразвуковое контролируемое открытие гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) в микрофлюидном чипе «ГЭБ-глиобластома» для исследований по доставке лекарственных средств

Yihong Li; Liyang Wu; Huadong Fan

doi:10.3791/72041

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Ультразвуковое контролируемое открытие гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) в микрофлюидном чипе «ГЭБ-глиобластома» для исследований по доставке лекарственных средств

179 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/72041

⸱

18 августа 2026 г.

Yihong Li^*¹^,²^,³ , Liyang Wu^*¹^,²^,³ , Huadong Fan¹^,²^,⁴

¹Ningbo No.2 Hospital, ²Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Neurological Diseases, Ningbo Institute of Life and Health Industry, University of Chinese Academy of Sciences, ³Lab of Nanopharmacology Research for Neurodegeneration, Department of Research and Development of Science and Technology, Ningbo Institute of Life and Health Industry, University of Chinese Academy of Sciences, ⁴Lab of Dementia and Neurorehabilitation Research, Department of Research and Development of Science and Technology, Ningbo Institute of Life and Health Industry, University of Chinese Academy of Sciences

^* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

В данном протоколе описывается создание микрофлюидной чип-модели гематоэнцефалического барьера и глиобластомы (ГЭБ-ГБМ). Модель валидирована по показателям целостности ГЭБ и позволяет исследовать транзиторное и в значительной степени обратимое открытие ГЭБ, индуцированное ультразвуком низкой интенсивности, что обеспечивает количественную оценку транспорта наномицелл через ГЭБ и эффективности их доставки к опухоли под воздействием ультразвука.

Аннотация

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) является основным препятствием при лечении глиобластомы (GBM), так как он ограничивает проникновение большинства терапевтических молекул в мозг. Межвидовые различия в структуре и функциях ГЭБ затрудняют клиническую трансляцию моделей на животных, что подчеркивает необходимость создания релевантных для человека платформ ГЭБ in vitro для оценки проницаемости препаратов при терапии GBM. В данной работе описывается протокол создания микрофлюидной чип-модели ГЭБ-GBM. Эта модель представляет собой систему тройной культуры, включающую эндотелиальные клетки микрососудов головного мозга человека (HCMECs), первичные астроциты (ACs) и клетки U87-MG в микрофлюидной платформе с включением Matrigel. Целостность ГЭБ подтверждается путем непрерывного иммуноокрашивания на zonula occludens-1 (ZO-1) и анализа проницаемости для FITC-декстрана. Затем используется низкоинтенсивный ультразвук (US) (1 MHz, 1 W/cm², 30 s) для индукции транзиторного и в значительной степени обратимого открытия ГЭБ, что позволяет наномицеллам, таргетированным на опухоль (SFN@RB@SPMs), эффективно преодолевать барьер и накапливаться в клетках GBM. Ключевой особенностью данного протокола является интеграция измерений проницаемости ГЭБ и доставки лекарств в режиме реального времени в одном ультразвукозависимом чипе, что обеспечивает мощную платформу для изучения механизмов доставки препаратов, усиленной ультразвуком, при GBM.

Введение

Лечение глиобластомы (GBM) сильно ограничено гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ), который существенно препятствует проникновению почти всех терапевтических агентов в мозг¹^,². ГЭБ образован нефенестрированными эндотелиальными клетками, соединенными белками плотных контактов (например, окклюдином, ZO-1), при дополнительной поддержке перицитов и концевых ножек астроцитов³. Хотя модели на животных предоставили ценные сведения о функционировании ГЭБ, видоспецифические различия в физиологии и метаболизме ограничивают их способность точно предсказывать ответ человека на лекарственные препараты....