（一）文獻解析

英國利茲大學醫(yī)學和健康學院，利茲心血管和代謝醫(yī)學研究所開發(fā)了一種新的動態(tài)多細胞共培養(yǎng)系統(tǒng)，用于研究腦疾病中的個體血腦屏障細胞類型和細胞毒性測試。作者詳細討論了血腦屏障（BBB）多細胞共培養(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，包括阿爾茨海默病（AD），有關聯(lián)。

BBB的組成：BBB由毛細血管內皮細胞、包圍內皮的周細胞以及向其延伸的星形膠質細胞組成。

研究目的：開發(fā)一種體外多細胞共培養(yǎng)模型，用于研究BBB中各個細胞類型在神經(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胞類型對整體反應的貢獻。

實驗儀器設備：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)不同類型的細胞，同時共享相同的培養(yǎng)基。

實驗設計：研究者優(yōu)化了人類大腦內皮細胞、周細胞和星形膠質細胞的培養(yǎng)條件，包括改進的培養(yǎng)基、適當?shù)闹Ъ芟到y(tǒng)和最佳流速。

細胞表型鑒定：通過免疫細胞化學方法確認了人類星形膠質細胞、周細胞和內皮細胞的表型。

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

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

實驗結果：發(fā)現(xiàn)Aβ25-35對周細胞有負面影響，降低了其活性，而對內皮細胞和星形膠質細胞在早期毒性階段沒有顯著影響。

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

（二）成功開展多細胞共培養(yǎng)實驗的心得

選擇合適的細胞類型：基于研究目的，選擇具有高度特異性和代表性的細胞類型。

優(yōu)化培養(yǎng)基：開發(fā)或選擇適合所有共培養(yǎng)細胞類型的培養(yǎng)基，可能需要結合不同細胞類型的條件培養(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：使用適當?shù)募夹g（如滴涂或懸浮接種）來確保細胞均勻分布。

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)來模擬體內流動條件。

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

標準化實驗操作：確保所有實驗步驟的一致性，包括細胞培養(yǎng)、操作和數(shù)據(jù)處理。

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

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

參考文獻：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)多細胞共培養(yǎng)系統(tǒng)——產(chǎn)品介紹

01儀器設備的功能用途
  又稱為微流體“芯片上器官"系統(tǒng)，具有相互連接的細胞培養(yǎng)單元，為類器官生長提供更具生理相關性的體內微環(huán)境。通過提供一種近生理的體外模型，模擬細胞微環(huán)境，具有更完整的結構和功能，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)，反映藥物在體內的動態(tài)變化規(guī)律和人體器官對藥物刺激的真實響應，捕捉復雜的生理學反應，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)學和組織工程，發(fā)育生物學研究，感染與免疫研究，個性化醫(yī)學，癌癥研究等領域被廣泛應用。

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

02性能特點
Quasi Vivo® 作為一種先進的類器官芯片培養(yǎng)系統(tǒng)，專門設計用于解決學術和工業(yè)研究人員在開展體外和體內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；

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

2.成像友好

配備了光學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.模擬生物力學和濃度梯度

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

5.便攜和易于操作

緊湊型模塊化腔室結構，具有更高人體生理相關性；

占地面積小，節(jié)省空間，可兼容標準實驗室的孵化器。

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®。作為器官芯片技術的lingdaozhe，Kirkstall已經(jīng)建立了牛津大學生物醫(yī)學工程研究所等著名的大學實驗室的龐大用戶群，產(chǎn)品在全球范圍內享有盛譽。

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