利用微流控芯片技術(shù)體外建立一種新型的神經(jīng)血管單元模型.pdf

1、目的：神經(jīng)血管單元體外模型能夠更科學(xué)地模擬神經(jīng)元-星形膠質(zhì)細(xì)胞-腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞在體內(nèi)的真實(shí)結(jié)構(gòu)和生理功能。目前國(guó)內(nèi)外所建立的神經(jīng)血管單元體外模型無(wú)法實(shí)現(xiàn)以星形膠質(zhì)細(xì)胞為橋梁，將神經(jīng)元-星形膠質(zhì)細(xì)胞-腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞在同一立體空間或平面內(nèi)肩并肩進(jìn)行生長(zhǎng)。我們利用微流控芯片技術(shù)和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在芯片內(nèi)成功建立了神經(jīng)元-星形膠質(zhì)細(xì)胞-腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞直接接觸生長(zhǎng)體外共培養(yǎng)模型。
　　方法：
　　(1)設(shè)計(jì)一種貫通三通道神經(jīng)血管單元

2、的體外共培養(yǎng)微流控芯片，并表征三通道共培養(yǎng)時(shí)的流速比；(2)分別鑒定神經(jīng)元、星型膠質(zhì)細(xì)胞、腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的純度，并繪制三要素細(xì)胞單種培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線圖；(3)摸索所建立的神經(jīng)血管單元體外模型三細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)的接種細(xì)胞密度、接種時(shí)間、接種順序和接種方式，并用免疫熒光染色觀察了三種要素細(xì)胞的生長(zhǎng)情況；(4)采用重復(fù)測(cè)量方差分析分別比較神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)和單獨(dú)培養(yǎng)的細(xì)胞活力有無(wú)差異，采用 SPSS13.3統(tǒng)計(jì)軟件

3、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　結(jié)果：
　　(1)芯片內(nèi)三個(gè)主流道的長(zhǎng)度均為1 cm，高度均為45μm，中間主流道的寬度為570μm，兩側(cè)主流道的寬度均為500μm。流道間孔徑的長(zhǎng)度均為30μm，寬度和高度均為10μm，孔徑的間距均為15μm，進(jìn)樣流速比值為5:6:5；(2)三種要素細(xì)胞的純度均＞95％，神經(jīng)元的生長(zhǎng)經(jīng)過(guò)0-4天的潛伏期，4-10天內(nèi)進(jìn)入指數(shù)增長(zhǎng)期，10天后進(jìn)入平臺(tái)期。星形膠質(zhì)細(xì)胞的生長(zhǎng)經(jīng)過(guò)1天的潛伏期，1天后進(jìn)入指數(shù)增

4、長(zhǎng)期，5天后進(jìn)入平臺(tái)期。腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)經(jīng)過(guò)1天的潛伏期，1天后進(jìn)入指數(shù)增長(zhǎng)期，4天后進(jìn)入平臺(tái)期；(3)新型神經(jīng)血管單元體外模型培養(yǎng)時(shí)的神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞接種密度分別為5~10×106個(gè)/ml、3~8×105個(gè)/ml、1~5×105個(gè)/ml；接種順序?yàn)樯窠?jīng)元→星形膠質(zhì)細(xì)胞→腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞；接種時(shí)間為先前接種的細(xì)胞進(jìn)入指數(shù)增長(zhǎng)期后接種下一種細(xì)胞；接種方式采用重力進(jìn)樣方式，并且每次封閉非進(jìn)樣的兩條流道。免疫熒光染

5、色觀察到星形膠質(zhì)細(xì)胞為橋梁連接神經(jīng)元、腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的肩并肩生長(zhǎng)；(4)神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞各自的細(xì)胞活力在所構(gòu)建的模型中共培養(yǎng)和各自單種培養(yǎng)進(jìn)行比較，細(xì)胞活力均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)論：
　　我們利用微流控芯片技術(shù)成功構(gòu)建了一種新型的神經(jīng)血管單元模型，在此模型中三種要素細(xì)胞擁有較高的細(xì)胞活力。新型的神經(jīng)血管單元模型中三種要素細(xì)胞以星形膠質(zhì)細(xì)胞為橋梁在同一平面肩并肩生長(zhǎng)，能更好地模擬體內(nèi)細(xì)胞所處的微環(huán)境，