立方体中的组织系统模拟血脑屏障

日本理化学研究所生物系统动力学研究中心(BDR)的一个研究小组报告称，他们利用源自人体细胞的模块化组织创建了血脑屏障模型。“立方体中的组织”是一种小型立方结构，可以改善药物发现领域，并可用作临床前研究中动物模型的替代品。

研究结果发表在《CommunicationsBiology》杂志上，题为“用于模拟血脑屏障(BBB)和大脑相互作用的模块化Tissue-in-a-CUBE平台”。

为了构建血脑屏障模型，RIKENBDRMasayaHagiwara博士领导的研究小组创建了5毫米的CUBE框架，在其中填充了嵌入来自人脑的星形胶质细胞和周细胞的水凝胶，并接种了血管内皮细胞从人类诱导多能干(iPS)细胞分化到表面形成细胞片。然后他们测试了该设备。Hagiwara表示，“我们很高兴地发现它在结构和功能方面准确地模仿了真正的血脑屏障：星形胶质细胞和周细胞在内皮细胞层下方三维延伸，就像真正的血脑屏障一样，它只允许有限的物质通过。”

CUBE框架可以用镊子操作，可以方便地处理血脑屏障模型，并在常规细胞培养板中进行细胞培养。成熟后，该组织与其他准备好的组织集成在流体芯片中，以分析组织间的相互作用，从而适合之前建立的模块化Tissue-in-a-CUBE平台。

为了证明该系统对药物开发的有用性，该小组进行了药物筛选实验。在CUBE容器中培养脑肿瘤细胞，制备脑肿瘤模块。然后将血脑屏障和脑肿瘤模块转移到流体芯片中并连接。这种设置使研究人员能够验证有多少抗癌药物可以穿过屏障，到达脑肿瘤并发挥其作用。

“这种创新方法为基本药物开发测试的动物测试提供了一种有前途的替代方案，涉及对药物行为、有效性和安全性的理解，”萩原说。“我们的模块化平台可以适用于各种疾病，包括与年龄相关的神经退行性疾病，例如阿尔茨海默病和帕金森病。未来我们计划模块化并复制不同类器官之间的连接。”