在人类血脑屏障的实验室模型中发现了重大缺陷

哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院和威尔康奈尔医学院的科学家们进行的一项新研究表明，实验室中用于研究人类血脑屏障的细胞并不是它们看起来的那样，这让近十年的研究产生了疑问。

该团队还发现了一种可能的方法来纠正这个错误，为研究某些神经疾病和开发可以跨越这个障碍的药物创造了一个更精确的人类血脑屏障模型。

这项研究于2月4日发表在《美国科学》杂志的网络版上美国国家科学院院刊（PNAS）.

“血脑屏障很难在人类身上进行研究，人类和动物的血脑屏障有很多不同。因此，在培养皿中建立一个人类血脑屏障的模型是非常有帮助的，”共同研究带头人、病理学副教授德里坦·阿加柳博士说细胞生物学(神经学)在哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院。

2012年开发的体外人血脑屏障模型采用诱导分化的方法成年细胞，如皮肤细胞,进入干细胞,像胚胎干细胞．这些诱导多能干细胞然后可以转化成几乎任何类型的成熟细胞——包括一种内皮细胞，它排列在大脑和脊髓的血管上，形成一种独特的屏障，通常可以限制潜在危险物质、抗体和免疫细胞从血液进入大脑。

Agalliu之前注意到这些诱发了人类的“大脑微血管”内皮细胞这种细胞的行为不像人类大脑中正常的内皮细胞。Agalliu说:“这让我怀疑制造屏障内皮细胞的方法可能产生了错误的细胞。”

“与此同时，威尔康奈尔医学院的团队也有类似的怀疑，所以我们合作复制了该协议，并对这些细胞进行了批量和单细胞RNA测序。”

他们的分析显示，所谓的人类大脑内皮细胞缺少一些在自然内皮细胞中发现的关键蛋白质，与一种完全不同类型的细胞(上皮细胞)有更多的共同点，而这种细胞通常在大脑中不存在。

研究小组还发现了三个基因，当它们在诱导多能细胞中被激活时，会导致产生行为更像真正内皮细胞的细胞。Agalliu说，还需要做更多的工作，以创造出能够产生人类血脑屏障可靠模型的内皮细胞。他的团队正在努力解决这个问题。

Agalliu说:“对人脑内皮细胞的错误识别可能是由诱导多能细胞(如星形胶质细胞或形成神经血管单位的周细胞)制成的其他类型细胞的一个问题。”生成这些细胞的协议是在单细胞技术出现之前创建的，单细胞技术能够更好地揭示细胞的身份。“细胞识别错误仍然是科学界需要解决的一个主要问题，以便开发出与人类大脑中发现的细胞相对应的细胞。这将允许我们使用这些细胞来研究神经疾病的遗传风险因素的作用，并开发针对导致神经疾病的正确细胞的药物治疗血脑屏障．"

该研究的题目是“多能干细胞来源的上皮被错误识别为大脑微血管内皮，需要ETS因子获得血管命运。”

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