Kirkstall Quasi Vivo仿生動態(tài)多細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)用于建立血腦屏障

（一）文獻(xiàn)解析

英國利茲大學(xué)醫(yī)學(xué)和健康學(xué)院，利茲心血管和代謝醫(yī)學(xué)研究所開發(fā)了一種新的動態(tài)多細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)，用于研究腦疾病中的個體血腦屏障細(xì)胞類型和細(xì)胞毒性測試。作者詳細(xì)討論了血腦屏障（BBB）多細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)的開發(fā)和優(yōu)化過程，以及其在研究BBB功能障礙和神經(jīng)退行性疾病中的潛在應(yīng)用。

研究背景：血腦屏障（BBB）在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的生理和病理過程中扮演關(guān)鍵角色。BBB功能障礙與許多神經(jīng)退行性疾病，包括阿爾茨海默?。ˋD），有關(guān)聯(lián)。

BBB的組成：BBB由毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、包圍內(nèi)皮的周細(xì)胞以及向其延伸的星形膠質(zhì)細(xì)胞組成。

研究目的：開發(fā)一種體外多細(xì)胞共培養(yǎng)模型，用于研究BBB中各個細(xì)胞類型在神經(jīng)毒性中的具體作用，特別是在沒有形成屏障的情況下評估每種細(xì)胞類型對整體反應(yīng)的貢獻(xiàn)。

實驗儀器設(shè)備：研究者使用了英國Kirkstall Quasi Vivo培養(yǎng)系統(tǒng)，并成功開發(fā)了一種體外多細(xì)胞共培養(yǎng)模型，該系統(tǒng)允許在流動條件下培養(yǎng)不同類型的細(xì)胞，同時共享相同的培養(yǎng)基。

實驗設(shè)計：研究者優(yōu)化了人類大腦內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的培養(yǎng)條件，包括改進(jìn)的培養(yǎng)基、適當(dāng)?shù)闹Ъ芟到y(tǒng)和最佳流速。

細(xì)胞表型鑒定：通過免疫細(xì)胞化學(xué)方法確認(rèn)了人類星形膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的表型。

多細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)：研究者建立了一個多細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)，通過不同組合的細(xì)胞培養(yǎng)來確定共培養(yǎng)的重要性以及改進(jìn)的培養(yǎng)基和流動對細(xì)胞活性的影響。

Aβ25-35的影響：作為概念驗證，研究者探索了Aβ25-35（AD的一個標(biāo)志物）對BBB各個細(xì)胞類型的影響。

實驗結(jié)果：發(fā)現(xiàn)Aβ25-35對周細(xì)胞有負(fù)面影響，降低了其活性，而對內(nèi)皮細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞在早期毒性階段沒有顯著影響。

結(jié)論：這種多細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)可以成為未來研究CNS疾病中特定BBB細(xì)胞類型角色以及細(xì)胞毒性測試的有價值的工具。

（二）成功開展多細(xì)胞共培養(yǎng)實驗的心得

選擇合適的細(xì)胞類型：基于研究目的，選擇具有高度特異性和代表性的細(xì)胞類型。

優(yōu)化培養(yǎng)基：開發(fā)或選擇適合所有共培養(yǎng)細(xì)胞類型的培養(yǎng)基，可能需要結(jié)合不同細(xì)胞類型的條件培養(yǎng)基。

控制培養(yǎng)條件：使用恒溫培養(yǎng)箱和CO2控制系統(tǒng)來維持最佳的生長環(huán)境。

優(yōu)化接種技術(shù)：使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)（如滴涂或懸浮接種）來確保細(xì)胞均勻分布。

定期更換培養(yǎng)基：定期更換新鮮培養(yǎng)基，以提供必要的營養(yǎng)并去除代謝廢物。

使用支架材料：選擇合適的支架材料來支持細(xì)胞附著和生長。

動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)：使用如英國Kirkstall Quasi Vivo System這樣的動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)來模擬體內(nèi)流動條件。

監(jiān)測細(xì)胞間通訊：使用分子標(biāo)記和示蹤技術(shù)來評估細(xì)胞間的相互作用和信號傳遞。

標(biāo)準(zhǔn)化實驗操作：確保所有實驗步驟的一致性，包括細(xì)胞培養(yǎng)、操作和數(shù)據(jù)處理。

使用先進(jìn)的成像和分析技術(shù)：利用共聚焦顯微鏡、流式細(xì)胞儀等技術(shù)來收集數(shù)據(jù)，并使用專業(yè)的軟件進(jìn)行分析。

通過上述解決方案，研究者可以克服多細(xì)胞共培養(yǎng)實驗中的技術(shù)挑戰(zhàn)，從而更有效地模擬和研究復(fù)雜的生物學(xué)過程。

參考文獻(xiàn)：Patricia Miranda-Azpiazu, Stavros Panagiotou, Gin Jose & Sikha Saha. A novel dynamic multicellular co-culture system for studying individual blood-brain barrier cell types in brain diseases and cytotoxicity testing

附： Kirkstall Quasi Vivo®仿生動態(tài)多細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)——產(chǎn)品介紹

01儀器設(shè)備的功能用途
  又稱為微流體“芯片上器官"系統(tǒng)，具有相互連接的細(xì)胞培養(yǎng)單元，為類器官生長提供更具生理相關(guān)性的體內(nèi)微環(huán)境。通過提供一種近生理的體外模型，模擬細(xì)胞微環(huán)境，具有更完整的結(jié)構(gòu)和功能，解決動物與人類之間的種屬差異，且可在體外模擬多種器官特異性疾病狀態(tài)，反映藥物在體內(nèi)的動態(tài)變化規(guī)律和人體器官對藥物刺激的真實響應(yīng)，捕捉復(fù)雜的生理學(xué)反應(yīng)，并滿足高通量的要求。它是一個多室流動系統(tǒng)，為類器官培養(yǎng)提供了一個緊湊、易于使用的解決方案，包括2D、3D、屏障，或多器官。在疾病模型，藥物篩選和毒性測試，再生醫(yī)學(xué)和組織工程，發(fā)育生物學(xué)研究，感染與免疫研究，個性化醫(yī)學(xué)，癌癥研究等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

兼容多種細(xì)胞來源，包括原代細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）、類器官和細(xì)胞系等，也可以引入健康細(xì)胞、患病細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞。

02性能特點
Quasi Vivo® 作為一種先進(jìn)的類器官芯片培養(yǎng)系統(tǒng)，專門設(shè)計用于解決學(xué)術(shù)和工業(yè)研究人員在開展體外和體內(nèi)研究時遇到的主要問題，具有下列性能優(yōu)勢：

1.功能延展性強

可選擇氣液界面、液液界面、支架和流動方案的多樣化培養(yǎng)方式；

允許獨立、可控的空氣、氣體或液體層流流向頂端和基底外側(cè)；

滿足多器官/多細(xì)胞共培養(yǎng)，細(xì)胞間的信號傳遞等實驗要求。加速類器官細(xì)胞分化和成熟，提高細(xì)胞活力，適合長期培養(yǎng)。

2.成像友好

配備了光學(xué)窗口在頂部或底部表面，便于理想的實時高分辨率成像。

3.易于獲取樣本

直接收集樣本和獲取組織或液體樣本。

4.模擬生物力學(xué)和濃度梯度

  嚴(yán)格控制多個變量，可以模擬生理特征，如血液循環(huán)，組織間液流動態(tài)等，為細(xì)胞提供生物力學(xué)信號；可以實現(xiàn)免疫細(xì)胞共培養(yǎng)以及血管化等復(fù)雜疾病模型構(gòu)建；用于研究多種生理過程，如細(xì)胞遷移、分化、免疫反應(yīng)以及癌癥的轉(zhuǎn)移等。

5.便攜和易于操作

緊湊型模塊化腔室結(jié)構(gòu)，具有更高人體生理相關(guān)性；

占地面積小，節(jié)省空間，可兼容標(biāo)準(zhǔn)實驗室的孵化器。

03品牌制造商簡介

Kirkstall Ltd.成立于2006年，是Braveheart Investment Group plc 的子公司，總部位于英國約克。Kirkstall開發(fā)了一種創(chuàng)新的微生理系統(tǒng)的器官芯片模型Quasi Vivo®。作為器官芯片技術(shù)的lingdaozhe，Kirkstall已經(jīng)建立了牛津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所等著名的大學(xué)實驗室的龐大用戶群，產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)享有盛譽。

北京基爾比生物科技有限公司是Kirkstall ltd.授權(quán)在中國的weiyi和dujia總代理商，全面負(fù)責(zé)Kirkstall公司旗下所有產(chǎn)品在中國的銷售，市場推廣和技術(shù)支持等事宜。