Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

İnsan iPSC Tabanlı Kan-Beyin Bariyer Chip Üretimi

12.6K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/60925

⸱

2 Mart 2020

 ,  ,  ,  , 
1The Department of Physiology and Cell Biology, Faculty of Health Sciences, Ben-Gurion University of the Negev, 2The Regenerative Medicine and Stem Cell (RMSC) Research Center, Ben-Gurion University of the Negev, 3The Zlotowski Center for Neuroscience, Ben-Gurion University of the Negev, 4The Board of Governors Regenerative Medicine Institute, Cedars-Sinai Medical Center, 5Division of Micro and Nanosystems, KTH Royal Institute of Technology, 6AIMES, Department of Neuroscience, Karolinska Institutet

Bu makalede

Özet

Kan-beyin bariyeri (BBB) sıkı beyin homeostazı düzenleyen bir çok hücreli nörovasküler birimdir. İnsan iPSC'leri ve çip üzerine organ teknolojilerini birleştirerek, hastalık modellemesi ve CNS ilaç penetrite tahminleri için uygun kişiselleştirilmiş bir BBB çipi ürettik. BBB çipinin üretimi ve işletimi için ayrıntılı bir protokol açıklanmıştır.

Özet

Kan beyin bariyeri (BBB) nörovasküler birimler tarafından oluşur (NUS) bu kalkan merkezi sinir sistemi (CNS) hassas beyin fonksiyonlarını bozabilir kanda bulunan bir dizi faktörden. Bu nedenle, BBB CNS terapötik teslim için önemli bir engeldir. Kanıt birikmesi BBB başlangıç ve nörolojik hastalıkların ilerlemesinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Bu nedenle, CNS hedefli ilaçların penetrasyon tahmin yanı sıra sağlık ve hastalık BBB rolünü açıklığa kavuşturabilir bir BBB modeli için büyük bir ihtiyaç vardır.

Yakın zamanda, insanlar için tamamen kişiselleştirilmiş bir BBB çipi üretmek için çip üzerine organ ve indüklenen pluripotent kök hücre (iPSC) teknolojilerini birleştirdik. Bu yeni platform insan BBB genelinde ilaç ve molekül taşıma tahmin için uygun hücresel, moleküler ve fizyolojik özellikleri görüntüler. Ayrıca, hastaya özel BBB çipleri kullanarak, nörolojik hastalık modelleri oluşturduk ve kişiselleştirilmiş prediktif tıp uygulamaları için potansiyel gösterdi. Burada iPSC kaynaklı BBB yongalarının nasıl üretiliş gösterilmiş olduğunu gösteren ayrıntılı bir protokol, iPSC kaynaklı beyin mikrovasküler endotel hücrelerinin (iBT'ler) farklılaşmasıyla başlayan ve nöral atalar içeren karışık sinir kültürleriyle sonuçlanan, farklılaştırılmış nöronlar ve astrositler. Ayrıca, hücreleri organ çipine tohumlama ve BBB yongalarının kontrollü laminar akışı altında birliğe dönüştürme prosedürü de açıklanmıştır. Son olarak, ilaç ve molekül geçirgenliğinin değerlendirilmesi için parasellüler geçirgenlik tahlilleri ve çip içindeki hücre tiplerinin bileşimini belirlemek için immünositokimyasal yöntemler de dahil olmak üzere BBB çip analizlerinin ayrıntılı açıklamaları sağlanmaktadır.

Giriş

BBB, CNS'yi dolaşan kandan ayıran son derece seçici bir bariyerdir. Aynı zamanda beyin homeostaz1 korumak için gerekli besin ve diğer metabolitlerin akını sağlarken potansiyel olarak yıkıcı maddeler, faktörler ve kksobiyotikler kritik beyin fonksiyonları korur1. BBB, perisitlerin, astrosit endfeet'in ve nöronal süreçlerin beyin mikrovasküler endotel hücrelerine (BMEC) doğrudan temas ettiği çok hücreli bir NVU'dur. Bu etkileşimler BMECs sıkı ve bağlı kavşaklar2,3tarafından desteklenen özel bariyer özellikleri oluşturmak için izin verir. Bu bariyerin oluşumu moleküllerin parasellüler geçişini sınırlar, ancak molekülleri cns'ye veya kageri taşımak için polarize taşıyıcılar içerir1. Bu benzersiz bariyer özellikleri nedeniyle, BBB beyne biyofarmasötik lerin teslimi için önemli bir engel oluşturmaktadır, ve fda onaylı küçük moleküllerin az% 5 CNS ulaşabilirsiniz tahmin edilmektedir4.

Hayvan modelleri yaygın BBB penetrance ve BBBgelişiminde yer moleküler mekanizmalar 5 çalışma için kullanılmıştır. Hayvan modelleri sadakatle in vivo ortamda karmaşık çok hücreli temsil ederken, ifade ve BBB taşıyıcıların aktivitesi farklılıkları yanı sıra türler arasında substrat özgüllüğü genellikle insanlar için hayvan verilerinin doğru ekstrapolasyon engel6. Bu nedenle, insan tabanlı modeller insan BBB çalışma ve CNS hedef tasarlanmış ilaçların geliştirilmesinde kullanılmak üzere önemlidir. Bu ihtiyaç, ilaç geliştirme alanında biyolojik, insana özgü ilaçların artan hakimiyeti ile daha da belirgin hale gelir. Kanıt birikmesi, tehlikeye bbb ciddi CNS bozuklukları bir dizi ile ilişkili olduğunu göstermektedir, beyin tümörleri ve nörolojik hastalıklar da dahil olmak üzere7,8,9. Bu hastalıkları sadakatle yansıtan insan modelleri hem 1) ilaç gelişimi için hedeflenebilir yeni yollar belirlemek ve 2) CNS penetrans tahmin, böylece klinik öncesi çalışmalarda zaman ve kaynakları azaltmak ve muhtemelen klinik çalışmalarda başarısızlık oranını azaltarak potansiyeline sahip.

In vitro modelleri yaygın BMECs ve NVU diğer hücreler arasındaki etkileşimleri incelemek ve prospektif BBB geçirgen ilaçlar için ekranları yürütmek için uygulanmıştır10. İnsan BBB'nin temel yönlerini yeniden oluşturmak için, in vitro modeller fizyolojik olarak ilgili özellikleri (örn. düşük parasellüler geçirgenlik ve fizyolojik olarak ilgili transendotelelektrik direnci [TEER] endotel monotabakası boyunca göstermelidir. Buna ek olarak, bir in vitro sistemin moleküler profili temsili fonksiyonel taşıma sistemlerinin ifadesini içermelidir. Tipik olarak, in vitro modeller bbb özelliklerini geliştirmek için diğer NVU hücrelerinin kombinasyonları ile yarı geçirimli bir membran üzerinde birlikte kültürlenen endotel hücrelerinden oluşur11. Bu yaklaşım bariyer işlevselliği ve molekül geçirgenliğinin basit ve nispeten hızlı bir şekilde değerlendirilmesini sağlar. Bu tür hücre bazlı BBB modelleri, cerrahi eksizyonlardan veya ölümsüzleştirilmiş BMEC hatlarından izole edilmiş hücreler de dahil olmak üzere hayvan veya insan hücre kaynakları ile kurulabilir.

Son zamanlarda, protokoller BMECs içine insan pluripotent hücreleri ayırt etmek için in vitro insan BBB modelleri için cazip bir kaynak olarak tanıtıldı12,13. İndüklenen pluripotent kök hücre (iPSC)kaynaklı BMECs (iBMECs) yüksek ölçeklenebilir, insan BBB önemli morfolojik ve fonksiyonel özellikleri göstermek, ve hastanın genetik taşır. Kültürde, iBMEC'ler sıkı bağlantı işaretlerini ifade eden ve vivo benzeri sıkı bağlantı komplekslerini görüntüleyen bir monolayer oluşturur. Bu hücreler ayrıca BBB glikoz taşıyıcısı, glikoz taşıyıcısı 1 (GLUT1) dahil olmak üzere BBB belirteçlerini ifade eder. Daha da önemlisi, ve insan BMECs için diğer alternatif hücre kaynaklarının aksine, iBMECs bu vivo ölçülen kadar yüksek değerlere sahip bariyer özellikleri elde14, bazolateral eksen boyunca polarize, ve fonksiyonel efflux pompalar ifade. Ayrıca, çeşitli konulardan gelen iPSC'lerin kullanımı 1) BBB'nin yönlerini kişiselleştirilmiş bir tıp tarzında test etme fırsatını memnuniyetle karşılar ve 2) NVU'nun ek hücre tipleri oluşturmak için esnek bir kaynak sağlar. Kişiselleştirilmiş BBB yongaları oluşturmak için izojenik bir hücre kaynağından bu hücreleri üreten de ilaç yanıtları, klinik çalışmalarda gözlenen tedaviye direnç veya uzlaşmalı yanıt için önemli bir neden dir bireysel farklılıkların anlaşılmasına yardımcı olacaktır.

iBMEC'lerin bir çanakta veya yarı geçirimli transwell eklentisinde monolayers olarak kullanılması BBB modellemeiçin güçlü bir yaklaşımı temsil eder. Bu sistemler sağlam, tekrarlanabilir ve uygun maliyetli olma eğilimindedir. Buna ek olarak, TEER ve geçirgenlik gibi fonksiyonel analizlerin gerçekleşmesi nispeten kolaydır. Ancak, iki boyutlu (2D) sistemler in vivo dokunun 3Boyutlu doğasını özetleyemedi ve kan ve kan hücrelerinin dolaşımı tarafından sağlanan fizyolojik kesme stres kuvvetlerinden yoksundur. Bu, bu modellerde vasküler endotel yeteneğini geliştirmek ve içsel BBB özellikleri ve fonksiyonları korumak için sınırlar.

Canlı hücreler tarafından sıralanmış mikro mühendislik sistemleri, organ-on-chips adı verilen bir kavram içinde çeşitli organ işlevlerini modellemek için uygulanmıştır. İnvivo benzeri çok hücreli mimari, doku-doku arayüzleri, fizikokimyasal mikroortamlar ve vasküler perfüzyonu yeniden oluşturarak, bu mikromühendislik platformları doku ve organ işlevselliği mümkün olmayan düzeylerde geleneksel 2D kültür sistemleri. Ayrıca in vivo doku ve organ bağlamında canlı hücrelere benzer biyokimyasal, genetik ve metabolik profillerin yüksek çözünürlüklü, gerçek zamanlı görüntüleme ve analizini sağlarlar. Ancak, organ-on-chip belirli bir sorun, tasarım, imalat ve bu mikromühendislik yongaları uygulama genellikle biyolojik odaklı akademik laboratuvarlarda eksik özel mühendislik uzmanlık gerektirir.

Biz son zamanlarda kişiselleştirilmiş bir BBB çip modeli oluşturmak için iPSC ve organ-on-chip teknolojileri kombine ettik15,16. Açıklanan teknolojik zorlukların üstesinden gelmek için, ticari olarak kullanılabilen Chip-S1, çiplerin bakımını basit ve sağlam bir şekilde otomatikleştirmek için tasarlanmış bir araç olan kültür modülüyle birlikte kullanılmaktadır (Öykünme A.Ş.). BBB çipi nöral ve endotel hücreleri arasındaki etkileşimleri yeniden oluşturur ve entegre altın elektrotlar17ile özel yapım organ yongaları ile ölçülen fizyolojik olarak ilgili TEER değerleri elde eder. Ayrıca, BBB çip düşük parasellüler geçirgenlik görüntüler, organ düzeyinde inflamatuar ipuçları yanıt, aktif efflux pompalar ifade, ve çözünür biyobelirteçleri ve biyofarmasötiklerin öngörülü taşıma sergiler. Özellikle, BBB yongaları birkaç kişiden oluşturulan sağlıklı bireyler ve nörolojik hastalıkları olan hastalar arasında beklenen fonksiyonel farklılıklar yakalar15.

Aşağıda açıklanan protokol, dinamik akış koşullarında insan iPSC tabanlı BBB yongalarının üretimi için güvenilir, verimli ve tekrarlanabilir bir yöntemi açıklamaktadır. Doğrudan BBB çipinde veya numune alma atıklarından yapilebilen tahlil ve uç nokta analizlerinin türünde rehberlik sağlanır. Böylece protokol, biyolojik ve fonksiyonel özelliklerin ve tepkilerin insanla ilgili bir modelde değerlendirilmesi için uygulanabilecek teknik lerin spektrumlarını göstermektedir.

burada iPSC tabanlı BBB çipin kısa bir açıklaması verilmiştir. İnsan iPSCs başlangıçta farklılaşmış ve nöral progenitors serbest yüzen agregalar olarak doku kültürü şişeleri yayılır, EZ-küreler denir. Chip-S116üst kanal,18,19, hücrelerin nöral ata hücreleri (iNPCs), iAstrocytes ve iNeurons karışık bir kültür içine 7 gün içinde ayırt olarak, çipin "beyin tarafı" oluşturan ayrıştırılmış EZ-küreler ile tohumlu olduğunu. İnsan iPSC'leri de doku kültürü plakalarında iBMEC'lere ayrılır. Çipin alt kanalı iBM'lerle tohumlanır ve endotel tüpü oluşturmak için gelişirken "kan tarafını" oluştururlar (Şekil 1). Üst ve alt kanalları ayıran gözenekli hücre dışı matriks (ECM) kaplı membran, kanallar ve 2 arasındaki hücre-hücre etkileşimlerinin oluşmasına izin verir) kullanıcının geleneksel Bir ışık mikroskobu kullanarak her iki kanalda da geçirgenlik tahlilleri ve görüntü hücrelerini çalıştırmasına olanak tanır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. IPSC kaynaklı nöral progenitor hücrelerinin (iNPCs) üretimi

  1. Aşağıda açıklandığı gibi ve daha önce yayınlanan20,21,22iPSC kolonilerinden EZ-küreler üretin.
    1. Kültür iPSC kolonileri mTESR1 veya diğer ticari ortamda (bkz. Malzeme Tablosu)bodrum membran matris kaplı 6 kuyu plakaları (0.5 mg /plaka) üzerinde biraraya gelmek için).
    2. iPSC ortamını çıkarın ve 2 mL EZ-küre orta ile değiştirin [ESM; DMEM:F12 7:3 ile desteklenmiş 100 ng/mL temel fibroblast büyüme faktörü (bFGF), 100 ng/mL epidermal büyüme faktörü, 5 g/mL heparin, ve %2 B27 takviyesi].
    3. Steril 1000 μL pipet ucu veya hücre kazıyıcının arka sıyla her bir konflufluentin altını iyice kazıyın.
    4. Serbest yüzen kürelerin kendiliğinden oluşmasını sağlamak için tüm hücreleri toplayın ve ultra düşük eki T25 şişesine yerleştirin. Bir gecede 37 °C'de kuluçkaya yatırın.
    5. Ortam sarıya döndüğünde küreleri her 2-3 günde bir taze ESM ile değiştirerek besleyin. Bu küreler için son derece büyüme ve bakım için önemlidir koşullu ortamda kalmasını sağlar.
      1. Şişeyi bir tüp rafına yaslayın ve kürelerin şişenin köşesine 1-2 dk kadar yer çekimiyle yerleşmesine izin verin.
      2. Yerleştikten sonra, 5 mL veya 10 mL serolojik pipet ile supernatant ın yarısını aspire edin ve taze, önceden ısıtılmış ESM ile değiştirin.
    6. Daha önce açıklandığı gibi200μm çapları küreler doğrama tarafından Passage EZ-küreler haftalık 23,20,21. EZ küreleri 25 ayete kadar korunabilir ve 8-25 pasajları arasında kullanıldığında idealdir.
  2. iNPM'lerin tek hücreli süspansiyonunun hazırlanması:
    1. Nöral farklılaşmayı tetiklemek için EZ küresini tek hücrelere ayırın.
    2. Bir T75 şişesinden doğramadan 3-4 gün sonra küreleri toplayın ve 15 mL konik bir alana aktarın, sonra 2 dakika boyunca veya tüm küreler dibe yerleşene kadar bekletin.
    3. Yerleşmiş küreleri bozmadan 5 mL'lik pipetle ESM'yi yavaşça çıkarın. 1 mL ayrışma çözeltisi ekleyin (Bkz. Malzemeler Tablosu)ve 37 °C'de 10 dakika kuluçkaya yatırın.
    4. Herhangi bir yerleşmiş küreler tedavi edilmesini sağlamak için kuluçka 5 dakika sonra dissociation çözüm ve küreler girdap.
    5. Ayrışma çözeltisini yavaşça çıkarın. 1 mL nöral farklılaşma ortamı ekleyin [NDM; DMEM: F12 ile 2% B27 eksi A vitamini, 1% N2 takviyesi, ve insan beyin kaynaklı nörotrofik faktör (hBDNF, 20 ng / mL)].
    6. 1 mL pipet ve ardından 200 μL pipet kullanarak tüm küreler ayrışıncaya kadar küreleri tek bir hücreye ayırın. Triturasyon işlemi sırasında kabarcık oluşumundan kaçının.
    7. Hemositometre kullanarak ayrışmış hücreleri sayve hücreleri 1 x 106 hücre/mL'lik son yoğunluğa kadar seyreltin. Uygulamaya bağlı olarak yoğunluğu değiştirmek mümkündür.
      NOT: 3 güne kadar kısa süreli kültürler için daha yüksek yoğunluklar (6 x 106 hücre/mL) önerilir ve 3 haftaya kadar uzun süreli uygulamalar için daha düşük yoğunluklar önerilir.
      NOT: Hücreler artık çipin üst kanalına tohum atarak "beyin tarafını" oluşturmaya hazırdır.

2. iPSC'lerin iBMEC'lere Farklılaşması

  1. 1:6 oranında 6 kuyulu bir plakanın tek bir confluent kuyusundan 6 kuyulu bir membran matris kaplı plakaya geçiş iPSC'leri. Hücrelerin 24 saat boyunca yapışmasını sağlar.
  2. Hücreleri her gün hemositometre kullanarak say.
  3. Hücreler 1.5-3.0 x 105 hücre/kuyu yoğunluğuna ulaştığında, iPSC ortamını bFGF olmadan 3 mL koşulsuz ortam [DMEM:F12 1:1, nakavt serum replasmanı (KOSR), %1 esansiyel olmayan amino asitler (NEAA), %0,5 glutamin takviyesi(Malzeme Tablosu)ve 100 μM β mercaptoeol] ile değiştirin. Orta orta günlük 6 gün24değiştirin.
  4. 6. günde orta ortamı endotel hücresi (EC) orta [insan endotel serumu serbest orta (hESFM) %1 trombosit-zayıf plazma türevi büyükbaş hayvan serumu, 20 ng/mL bFGF ve 10 μM all-trans retinoik asit (RA)] ile değiştirin. Orta yı 2 gün bekletin.
  5. EC ortamını çıkarın ve kuyu başına 1 mL dissociation çözeltisi ekleyin. 37 °C'de 35 dk kuluçkaya yatırın.






figure-protocol-1

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Şekil 6A,B,C "beyin tarafı" üst kanal üzerinde EZ-küreler ve "kan tarafı"" alt kanal üzerinde iBMECs ile tohumlu bir BBB çip temsil eder. iBMECs ilk tohumlu ve bir gecede eklemek için izin verildi, sonra EZ-küreler tohumlu edildi. Cips daha sonra yedi gün boyunca günlük medya değişimi ile statik koşullar altında kültürlü edildi. BBB çipi daha sonra RT'de %4 PFA kullanılarak 10 dakika boyunca sabitlendi ve 3x DPBS ile yıkandı. İmmünositokimya BBB çipinde 1) nöral progenitör h...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

NVU'daki organ-on-chip teknolojisi ve iPSC kaynaklı hücrelerin birleşimi, insan BBB'nin doğru bir şekilde modellemesi için umut vaat ediyor. Burada, son zamanlarda yayınlanan iPSC tabanlı BBB çip16basit ve sağlam uygulama için ayrıntılı bir protokol sağlar. Tohumlama paradigmasının genel bakışı ve zamanlaması Şekil 3'tegösterilmiştir. BBB modellemesi için uygun bariyer fonksiyonlarını elde etmek ve sürdürmek, homojen bir iBMEC monolayer oluşturmak ve bütünlüğünü korum...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Cedars-Sinai Emulate, çalışmanın mikroakışkan Organ yongaları üreten şirket bir azınlık hisse senedi hisse sahibi. Cedars-Sinai'nin bir subayı da Emulate'in Yönetim Kurulu'nda görev yapmaktadır. Taklit bu araştırma için hiçbir mali destek sağladı. Cedars-Sinai ve Emulate bu çalışma ile ilgili patent leri var.

Teşekkürler

Dr. Soshana Svendsen'e eleştirel kurgu için teşekkür ederiz. Bu çalışma İsrail Bilim Vakfı hibe 1621/18, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (MOST), İsrail 3-15647, Kaliforniya Rejeneratif Tıp hibe ID DISC1-08800, Sherman Aile Vakfı, NIH-NINDS hibe 1UG3NS105703 ve ALS Derneği hibe 18-SI-389 tarafından desteklenmiştir. AH, Wallenberg Vakfı tarafından finanse edilmiştir (hibe numarası 2015.0178).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
AccutaseEMD MilliporeSCR005Ayrışma çözümü
B27Gibco12587010
BfgfPeprotech100-18B
Chip-S1Emulate IncChip-S1Organ-Chip
Kollajen IVSigmaC5533
DAPIInvitrogenD3571
Dekstran-FITCSigma46944
DMEM: F12Thermo Fisher Scientific31330038
Eşek serumuSigmaD9663
Öykünme Reaktif 1 (ER-1)Öykünme IncER-1
Öykünme Reaktif 2 (ER-2)Öykünme IncER-2
FibronektinSigmaF1141
Glial Fibriler Asidik Protein (GFAP)DakoZ0334
GLUT-1InvitrogenMA5-11315
GlutamaxLife Technologies35050038Glutamin takviyesi
hBDNFPeprotech450-02
KOSRThermo Fisher Scientific10828028
LamininSigmaL2020
MatrigelCorning354234Bodrum membran matrisi
mTeSR1Kök Hücre Teknolojileri, Inc.85851
NEAABiyolojik endüstriler01-340-1B
NestinMilliporeMAB353
NutriStemBiyolojik endüstriler05-100-1AAlternatif ortam
PECAM-1Thermo Fisher Scientific10333
Trombositten fakir plazma türevli sığır serumu (PPP)Biyomedikal TeknolojilerJ64483AB
Retinoik asit (RA)SigmaR2625
S100 ve beta;Abcamab6602
Steriflip-GP Steril Santrifüj Tüpü Üst Filtre ÜnitesiMillipore SCGP00525
Triton X-100SigmaX100
ZO-1 Monoklonal Antikorİnvitrojen33-9100
ve beta; III-tübülin (Tuj1&alfa;)SigmaT8660
β-merkaptoetanolYaşam Teknolojileri31350010

Kaynaklar

  1. Pardridge, W. M. Blood-brain barrier endogenous transporters as therapeutic targets: a new model for small molecule CNS drug discovery. Expert Opinion on Therapeutic Targets. 19 (8), 1059-1072 (2015).
  2. Gastfriend, B. D., Palecek, S. P., Shusta, E. V. Modeling the blood-brain barrier: beyond the endothelial cells. Current Opinion in Biomedical Engineering. 5, 6-12 (2018).
  3. Jamieson, J. J., Linville, R. M., Ding, Y. Y., Gerecht, S., Searson, P. C. Role of iPSC-derived pericytes on barrier function of iPSC-derived brain microvascular endothelial cells in 2D and 3D. Fluids and Barriers of the CNS. 16 (1), 15(2019).
  4. El-Habashy, S. E., et al. Novel treatment strategies for brain tumors and metastases. Pharmaceutical Patent Analyst. 3 (3), 279-296 (2014).
  5. Lim, R. G., et al. Huntington's disease iPSC-derived brain microvascular endothelial cells reveal WNT-mediated angiogenic and blood-brain barrier deficits. Cell Reports. 19 (7), 1365-1377 (2017).
  6. Dumitrescu, A. M., Liao, X. H., Weiss, R. E., Millen, K., Refetoff, S. Tissue-specific thyroid hormone deprivation and excess in monocarboxylate transporter (mct) 8-deficient mice. Endocrinology. 147 (9), 4036-4043 (2006).
  7. Spencer, J. I., Bell, J. S., DeLuca, G. C. Vascular pathology in multiple sclerosis: reframing pathogenesis around the blood-brain barrier. Journal of Neurology and Neurosurgical Psychiatry. 89 (1), 42-52 (2018).
  8. Yamazaki, Y., Kanekiyo, T. Blood-brain barrier dysfunction and the pathogenesis of Alzheimer's disease. International Journal of Molecular Sciences. 18 (9), 1965(2017).
  9. Ben-Zvi, A., et al. Mfsd2a is critical for the formation and function of the blood-brain barrier. Nature. 509 (7501), 507(2014).
  10. Heng, M. Y., Detloff, P. J., Albin, R. L. Rodent genetic models of Huntington disease. Neurobiology of Disease. 32 (1), 1-9 (2008).
  11. Ho, R., et al. ALS disrupts spinal motor neuron maturation and aging pathways within gene co-expression networks. Nature Neuroscience. 19 (9), 1256(2016).
  12. Griep, L. M., et al. BBB on chip: microfluidic platform to mechanically and biochemically modulate blood-brain barrier function. Biomedical Microdevices. 15 (1), 145-150 (2013).
  13. Prabhakarpandian, B., et al. Synthetic tumor networks for screening drug delivery systems. Journal of controlled release. 201, 49-55 (2015).
  14. Delsing, L., et al. Barrier properties and transcriptome expression in human iPSC-derived models of the blood-brain barrier. Stem Cells. 36 (12), 1816-1827 (2018).
  15. Park, T. E., et al. Hypoxia-enhanced Blood-Brain Barrier Chip recapitulates human barrier function and shuttling of drugs and antibodies. Nature Communications. 10 (1), 2621(2019).
  16. Vatine, G. D., et al. Human iPSC-Derived Blood-Brain Barrier Chips Enable Disease Modeling and Personalized Medicine Applications. Cell Stem Cell. 24 (6), 995-1005 (2019).
  17. Henry, O. Y. F., Villenave, R., Cronce, M. J., Leineweber, W. D., Benz, M. A., Ingber, D. E. Organs-on-chips with integrated electrodes for trans-epithelial electrical resistance (TEER) measurements of human epithelial barrier function. Lab on a Chip. 17 (13), 2264-2271 (2017).
  18. Sances, S., et al. Human iPSC-derived endothelial cells and microengineered organ chip enhance neuronal development. Stem Cell Reports. 10 (4), 1222-1236 (2018).
  19. Workman, M. J., et al. Enhanced utilization of induced pluripotent stem cell–derived human intestinal organoids using microengineered chips. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 5 (4), 669-677 (2018).
  20. Ebert, A. D., et al. EZ spheres: a stable and expandable culture system for the generation of pre-rosette multipotent stem cells from human ESCs and iPSCs. Stem Cell Research. 10 (3), 417-427 (2013).
  21. Shelley, B. C., Gowing, G., Svendsen, C. N. A cGMP-applicable expansion method for aggregates of human neural stem and progenitor cells derived from pluripotent stem cells or fetal brain tissue. Journal of Visualized Experiments. (88), e51219(2014).
  22. Vatine, G. D., et al. Modeling psychomotor retardation using iPSCs from MCT8-deficient patients indicates a prominent role for the blood-brain barrier. Cell Stem Cell. 20 (6), 831-843 (2017).
  23. Svendsen, C. N., et al. A new method for the rapid and long term growth of human neural precursor cells. Journal of Neuroscience Methods. 85 (2), 141-152 (1998).
  24. Lippmann, E. S., Al-Ahmad, A., Azarin, S. M., Palecek, S. P., Shusta, E. V. A retinoic acid-enhanced, multicellular human blood-brain barrier model derived from stem cell sources. Scientific Reports. 4, 4160(2014).
  25. Canfield, S. G., et al. An isogenic blood-brain barrier model comprising brain endothelial cells, astrocytes, and neurons derived from human induced pluripotent stem cells. Journal of Neurochemistry. 140 (6), 874-888 (2017).
  26. Jamieson, J. J., Gerecht, S. Chipping Away at Blood-Brain-Barrier Modeling. Cell stem cell. 24 (6), 831-832 (2019).
  27. Faal, T., et al. Induction of Mesoderm and Neural Crest-Derived Pericytes from Human Pluripotent Stem Cells to Study Blood-Brain Barrier Interactions. Stem Cell Reports. 12 (3), 451-460 (2019).
  28. Lippmann, E. S., et al. Derivation of blood-brain barrier endothelial cells from human pluripotent stem cells. Nature Biotechnology. 30 (8), 783(2012).
  29. Qian, T., et al. Directed differentiation of human pluripotent stem cells to blood-brain barrier endothelial cells. Science Advances. 3 (11), 1701679(2017).
  30. Neal, E. H., et al. A Simplified, Fully Defined Differentiation Scheme for Producing Blood-Brain Barrier Endothelial Cells from Human iPSCs. Stem Cell Reports. 12 (6), 1380-1388 (2019).
  31. Wevers, N. R., et al. A perfused human blood-brain barrier on-a-chip for high-throughput assessment of barrier function and antibody transport. Fluids and Barriers of the CNS. 15 (1), 23(2018).
  32. Huh, D., et al. Microfabrication of human organs-on-chips. Nature Protocols. 8 (11), 2135(2013).
  33. Huh, D., Matthews, B. D., Mammoto, A., Montoya-Zavala, M., Hsin, H. Y., Ingber, D. E. Reconstituting organ-level lung functions on a chip. Science. 328 (5986), 1662-1668 (2010).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

iPSC Kökenli Endotelyal HücrelerOrgan-on-Chip TeknolojisiNöral Progenitör HücrelerParasellüler Geçirgenlik Analiziİmmünositokimyasal Analizİnsan iPSC DiferansiyasyonuMikroakışkan Hücre Kültürüİlaç Geçirgenlik TestleriNörolojik Hastalık Modelleri
İnsan iPSC Tabanlı Kan-Beyin Bariyer Chip Üretimi
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.