Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

В данной работе мы демонстрируем методику использования биосенсоров на основе импеданса: ECIS и cellZscope для измерения прочности эндотелиального барьера головного мозга. Мы подробно описываем подготовку и технику добавления различных стимулов в модель эндотелия головного мозга in vitro . Мы измеряем, записываем и проводим репрезентативный анализ полученных результатов.

Abstract

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает паренхиму мозга от вредных патогенов в крови. ГЭБ состоит из нервно-сосудистой единицы, состоящей из перицитов, астроцитарных отростков стопы и плотно прилегающих эндотелиальных клеток. Здесь эндотелиальные клетки мозга образуют первую линию барьера против патогенов, передающихся через кровь. При таких состояниях, как рак и нейровоспаление, циркулирующие факторы в крови могут нарушить этот барьер. Прогрессирование заболевания значительно ухудшается после разрушения барьера, которое обеспечивает доступ к областям мозга или их нарушение. Это значительно ухудшает прогнозы, особенно из-за ограниченных вариантов лечения, доступных на уровне мозга. Следовательно, новые исследования направлены на изучение потенциальных терапевтических средств, которые могут предотвратить взаимодействие этих вредных факторов в крови с эндотелиальными клетками мозга.

Коммерчески доступные приборы Electric Cell-Substrate Impedance Sensing (ECIS) и cellZscope измеряют импеданс на клеточных монослоях, таких как эндотелий BBB, чтобы определить их барьерную прочность. В данной статье мы подробно описываем использование обоих биосенсоров для оценки целостности эндотелиального барьера мозга при добавлении различных стимулов. Важно отметить, что мы подчеркиваем важность их высокой пропускной способности для параллельного исследования нескольких переменных и биологических методов лечения.

Introduction

В данной статье рассматриваются современные тенденции в оценке микрососудистых клеток. В частности, подробно описывается использование двух коммерчески доступных платформ для измерения барьерных свойств клеток микрососудистого эндотелия головного мозга. Эндотелиальные клетки – это клетки, обращенные к крови, которые выстилают стенку сосуда. Тем не менее, микрососуды головного мозга уникальны, поскольку они помогают формировать защитный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)1,2,3. ГЭБ функционирует для регулирования транспортировки молекул из крови в мозг. Периферические заболевани....

Protocol

1. Использование ECIS для мониторинга изменений целостности эндотелиального барьера головного мозга в ответ на различные методы лечения

  1. Настройка программного обеспечения, массивной станции и машины
    1. Подключите к машине 96-луночную матрицу. Поместите матрицу в поли.......

Representative Results

Интерпретация данных импеданса ECIS

Понимание оптимальных условий эксперимента
В этом случае данные могут быть непосредственно просмотрены с помощью программного обеспечения (Рисунок 2A) или экспортированы для анализа и построени?.......

Discussion

Терапевтические исследования заболеваний, влияющих на ГЭБ, должны учитывать важность целостности и регуляции эндотелиального барьера мозга. Например, нарушение эндотелиального барьера мозга критически исследуется при метастазировании рака в мозг из других анатомических участков. Э.......

Acknowledgements

Акшата Анчан была профинансирована Неврологическим фондом Новой Зеландии для получения стипендии Гиллеспи (ссылка на грант: 1628-GS) и первой стипендии (ссылка на грант: 2021 FFE). Стоимость исследования также была частично профинансирована Неврологическим фондом Fellowship-2021 FFE и Фондом развития исследований факультета Университета Окленда. Джеймс Хаклсби был профинансирован стипендией Оклендского фонда медицинских исследований. Спасибо команде Багули и Исследовательскому центру Оклендского онкологического общества за клеточные линии новозеландской меланомы NZM, полученные от пациентов.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
aMEMGibco12561072Melanoma cell base media
cellZscope arraynanoAnalyticscellZscope2; software v4.3.1TER measuring biosensor array
Collagen I—rat tailGibcoA1048301ECM substrate for coating
dibutyryl-cAMPSigma-AldrichD0627Brain endothelial media supplement
ECIS array Applied BiophysicsECIS ZΘ; software v1.2.163.0Rb/Alpha measuring biosensor array
ECIS plate Applied Biophysics96W20idf 96-well biosensor plate
FBSSigma-Aldrich12203C-500ML
GlutaMAXGibco305050-061Brain endothelial media supplement
hCMVECApplied Biological MaterialsT0259Brain endothelial cell line
hEGFPeproTechPTAF10015100Brain endothelial media supplement
HeparinSigma-AldrichH-3393Brain endothelial media supplement
hFGFPeproTechPTAF10018B50Brain endothelial media supplement
HydrocortisonSigma-AldrichH0888Brain endothelial media supplement
IL-1βPeproTech200-01BCytokine
Insulin-Transferrin-Sodium SeleniteSigma-Aldrich11074547001Melanoma cell media supplement
M199Gibco11150-067Brain endothelial cell base media
MilliQ waterDeionized water
PBS 1xGibco10010-023
TNFαPeproTech300-01ACytokine
Transwell insertCorningCLS3464Porous membrane insert
TrypLE Express EnzymeGibco12604021Dissociation reagent

References

  1. Fidler, I. J., Schackert, G., Zhang, R. D., Radinsky, R., Fujimaki, T. The biology of melanoma brain metastasis. Cancer Metastasis Reviews. 18 (3), 387-400 (1999).
  2. Tomlinson, E. Theory and practice of site-specific drug delivery.

Explore More Articles

ECISCellZscope

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved