血脑屏障（BBB）是中枢神经系统（CNS）的关键保护屏障，通过紧密连接蛋白、主动转运蛋白和酶代谢过程限制药物渗透，是CNS疾病药物开发的主要障碍。- 多数模型（如hCMEC/D3细胞、啮齿类原代内皮细胞）的跨内皮电阻（TEER）低（140–300 Ω·cm?），BBB表型不足。 - 干细胞来源模型虽TEER高（3000–4000 Ω·cm?），但培养成本高、操作复杂。 - 静态培养缺乏生理剪切应力，难以模拟体内BBB的力学环境。 阿斯顿大学药学院Basma Elbakary et al.利用Kirkstall Quasi Vivo 动态灌注系统，构建基于猪脑微血管内皮细胞（PBMEC）的高TEER体外BBB模型，评估剪切应力对屏障功能的影响及药物渗透特性。 二、Kirkstall Quasi Vivo 动态灌注系统的功能与应用 包含串联chambers、培养基 reservoir、微流泵等，通过调节流量（275–550 µL/min）模拟生理剪切应力（4–30 dyne/cm?），促进细胞接触流体力学刺激。 2.1 优化剪切应力条件：通过低流量（275 µL/min）和高流量（550 µL/min）测试，确定550 µL/min为流量，可促进PBMEC紧密连接蛋白ZO-1的定位与表达。 2.2 维持高TEER值：动态灌注下，PBMEC单层的TEER值显著高于静态培养；第4天TEER达35.7 Ω·cm?（静态为21 Ω·cm?），并维持至第7天。 加入紧密连接诱导剂后，动态组TEER峰值达448.1 Ω·cm?（静态为306.3 Ω·cm?）。 2.3 调控细胞形态与功能： 剪切应力诱导PBMEC沿血流方向重排，ZO-1蛋白在细胞间连接区的荧光强度增加1.52倍（48小时后），紧密连接“solidity”提高1.21倍。 细胞 viability 未受剪切应力抑制，高流量组（550 µL/min）培养4天后 viability 显著提升28.2%。 2.4 评估药物渗透特性：以抗肿瘤药物米托蒽醌（Mitoxantrone）为例：Kirkstall Quasi Vivo系统通过动态灌注施加剪切应力，可显著改善PBMEC的BBB表型，包括紧密连接形成、TEER维持和药物外排功能。该模型无需共培养星形胶质细胞，仅通过PBMEC与星形胶质细胞条件培养基（ACM）即可构建高TEER屏障（448.1 Ω·cm?），优于多数现有模型。 米托蒽醌渗透实验证实，动态灌注下BBB的药物限制能力增强，更接近体内生理状态。 Kirkstall Quasi Vivo-PBMEC模型可用于评估CNS药物的渗透潜力和细胞毒性，为新药筛选提供更可靠的体外工具。 操作简便，适合高通量研究。 该模型可进一步扩展至多细胞共培养（如周细胞、星形胶质细胞），或结合3D培养技术，更全面模拟体内BBB的复杂微环境。 本研究将Kirkstall Quasi Vivo系统与PBMEC结合，构建了可重复、高TEER的体外BBB模型，为解决中枢神经系统药物递送难题提供了新的技术路径。Kirkstall Quasi Vivo系统通过模拟生理剪切应力，静态模型的力学环境缺失，为BBB的生理功能研究和药物开发提供了更贴近体内环境的实验平台。
附：北京基尔比生物科技公司全面负责Kirkstall Quasi Vivo系统在中国销售和技术服务。
公司主营产品：
Kilby 3D-clinostat 旋转细胞培养仪，
Kilby Gravity 微/超重力三维细胞培养系统，
3D回转重力环境模拟系统，随机定位仪，
类器官芯片摇摆灌注仪，
Kirkstall 类器官串联芯片灌流仿生构建系统
手机版
Ky开元集团手机版
Ky开元集团小程序
官方微信
公众号：chem17
扫码关注视频号
采购中心
