[发明专利]一种人脑微血管生成模拟血脑屏障的体外构建方法

说明书

本发明公开一种人脑微血管生成模拟血脑屏障的体外构建方法，包括以下步骤：配制成人脑微血管内皮细胞悬液和人脑星形胶质细胞悬液，配制纤维蛋白原母液和凝血酶母液；将内皮细胞悬液、星形胶质细胞悬液、DMEM培养基、纤维蛋白原母液和凝血酶母液混合，配制成混合细胞凝胶溶液；将混合细胞凝胶溶液注入到微流控芯片中，恒温孵育至凝胶化后，向所述微流控芯片中加入内皮细胞生长培养基，构建成3D细胞培养芯片；对所述3D细胞培养芯片进行连续培养，以使内皮细胞和星形胶质细胞生长至形成脑部微血管网络结构，即对应生成模拟血脑屏障。本发明提供的技术方案，成功建立了血脑屏障的体外模型，更清楚、准确地反应了血脑屏障的特性。

技术领域

本发明涉及组织工程技术领域，特别涉及一种人脑微血管生成模拟血脑屏障的体外构建方法。

背景技术

血脑屏障是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障，这些屏障能够阻止有害物质由血液进入脑组织，对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学作用。因此研究血脑屏障的形成对于研究相关疾病具有重要意义。

目前二维(2D)血脑屏障(blood brain barrier,BBB)模型大多由单一培养脑微血管内皮细胞组成，或者由神经胶质细胞或星形胶质细胞在微流体平台内开发形成。虽然这些现有的2D模型可能模拟神经和微血管功能的一些重要方面，有利于我们对细胞功能基础和生物学机制研究，但它们未能呈现出体内至关重要的三维(3D)细胞组织结构。而且一般2D血脑屏障模型大多数来自动物模型。目前虽然动物模型已被广泛用于各项疾病的研究，但近年来有学者认识到动物模型和人类仍然存在巨大差异，即使与人类非常相似的动物，也不能直接用于预测人类。最近细胞生物学领域已经开始认识到这些平坦表面细胞生长外环境与3D细胞体内生长的复杂环境之间的不相似性，所以2D模型很难如实获取体内细胞的生理行为。

三维细胞培养技术(three-dimensional cell culture,TDCC)，也称3D细胞培养，是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养，使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长，构成三维的细胞-载体复合物的方法。3D细胞培养能更好地模拟体内正常细胞的生长环境，重现复杂的组织结构和体内形态，充分反映分化等细胞活动和细胞间反应，从而有着更加真实的细胞生物学表现和功能，可以更好地预测病程和药物反应，建立更准确的靶组织模型。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种人脑微血管生成模拟血脑屏障的体外构建方法，旨在提供一种准确性高的血脑屏障的体外构建方法。

为实现上述目的，本发明提出一种人脑微血管生成模拟血脑屏障的体外构建方法，包括以下步骤：

将原代人脑微血管内皮细胞和原代人脑星形胶质细胞对应配制成内皮细胞悬液和星形胶质细胞悬液；

向预热后的DPBS中加入牛血纤维蛋白原，配制成纤维蛋白原母液；

将凝血酶溶解于DPBS中，配制成凝血酶母液；

将内皮细胞悬液、星形胶质细胞悬液、DMEM培养基、纤维蛋白原母液和凝血酶母液混合，配制成混合细胞凝胶溶液；

将混合细胞凝胶溶液注入到微流控芯片中，经过恒温孵育至所述混合细胞凝胶溶液凝胶化后，向所述微流控芯片的上室和下室中均加入内皮细胞生长培养基，并保持所述微流控芯片的上室和下室之间存在有培养基落差，每天更换培养基，构建成3D细胞培养芯片；

对所述3D细胞培养芯片进行连续培养，以使内皮细胞和星形胶质细胞在所述3D细胞培养芯片上生长至形成脑部微血管网络结构，即对应生成模拟血脑屏障。

优选地，将原代人脑微血管内皮细胞和原代人脑星形胶质细胞对应配制成内皮细胞悬液和星形胶质细胞悬液的步骤中：