一种新型高通量三维脑细胞芯片的研制及农药神经毒性评价应用

为了模拟体内脑组织细胞的三维生长环境,高效开展脑疾病和有关药物的研究工作,文中设计和制造了一种新型高通量三维脑细胞芯片。芯片由多孔滤网和三维脑细胞颗粒构成,装载于常规的96孔细胞培养板上使用。多孔滤网和细胞颗粒模具采用计算机建模、3D打印阳模、琼脂糖-PDMS两次翻模等技术制造,三维脑细胞颗粒是将小鼠胚胎脑细胞与海藻酸钠的混悬液浇灌和凝固于细胞颗粒模具,再将形成的水凝胶切割而成。用装载好的脑细胞芯片进行农药神经毒性测定,以0、10、30、50、100、200 μmol/L的毒死蜱或吡虫啉暴露胚胎脑细胞颗粒,培养完毕移去多孔滤网,方便地将细胞颗粒与培养液进行分离,然后检测细胞增殖、乙酰胆碱酯酶活力和乳酸脱氢酶释放以评估毒性。研究结果表明,在装载到96孔细胞培养板的多孔滤网中,胚胎脑细胞能够在水凝胶颗粒中正常生长增殖。在农药神经毒性测试中,毒死蜱与吡虫啉都呈现了量效相关的细胞生长增殖抑制,也表现出乙酰胆碱酯酶活力抑制、乳酸脱氢酶释放的毒性效应,但吡虫啉的作用明显弱于毒死蜱。文中构建了一种新型脑细胞芯片,可以结合酶标仪方便快速地检测药物对脑神经组织的毒性效应,也可以应用于药效和疾病机制研究。     

微流控芯片在中枢神经系统疾病中的应用与展望

近年来,随着微流体技术和生物微电子机械系统技术的不断发展,人类中枢神经系统(CNS)的微流体平台及相关疾病的体外模型逐渐得到了广泛的研究。微流体平台可以更好地模拟体内环境,同时能够控制结构、微环境和外来刺激。文中总结了微流控芯片在CNS的基本技术和CNS疾病中的应用。此外,文中对微流控芯片在CNS中的研究进行了展望,强调了通过跨学科的共同努力能够实现更高程度的仿生学挑战。