Bend.3小鼠脑微血管内皮细胞系
Bend.3小鼠脑微血管内皮细胞系源自小鼠脑皮质微血管内皮细胞,是研究血脑屏障(BBB)结构与功能的经典模型。其保留了脑微血管内皮细胞的核心特征,如紧密连接形成能力、血管内皮标志物表达及屏障功能,为探索中枢神经系统物质转运、脑疾病病理机制及药物递送策略提供了可靠的实验平台。
在显微镜下,Bend.3 细胞呈典型的内皮细胞形态,以贴壁方式生长,多为多边形或短梭形,细胞排列紧密呈 “铺路石" 样,宛如在培养表面铺设的 “微型血管内皮"。细胞边界清晰,胞质丰富,内含大量参与物质转运的细胞器;胞核呈圆形或椭圆形,位于细胞中央,核仁明显。细胞生长具有接触抑制特性,当融合度达到 90% 左右时,会形成连续的单层细胞,此时可观察到明显的细胞间连接结构。传代时需用 0.25% 胰dan白酶 - EDTA 混合液消化 3-5 分钟,按 1:2-1:3 的比例接种,传代周期约 4-5 天,能长期维持内皮细胞的表型和功能。
培养 Bend.3 细胞需精准控制培养环境。基础培养基常选用 DMEM/F12 混合培养基,该培养基兼顾内皮细胞对营养的需求,可促进细胞贴壁和生长;添加 10% 胎牛血清(FBS)提供生长因子和营养支持,同时需加入肝素(100μg/ml)和内皮细胞生长 supplement(ECGS,50μg/ml),以维持细胞的内皮特性和增殖能力。培养箱需维持在 37℃、5% CO₂的条件下,5% CO₂可维持培养基 pH 稳定在 7.2-7.4,通过培养基中的酚红指示剂可直观监测酸碱变化。值得注意的是,该细胞对培养表面的黏附性要求较高,培养皿或培养瓶需经明胶预处理(0.1% 明胶包被 30 分钟),以增强细胞贴壁能力,避免因贴壁不良影响细胞形态和功能。
在血脑屏障研究中,Bend.3 细胞系是模拟血脑屏障结构与功能的关键工具。其在体外可形成类似体内的紧密连接,通过检测跨内皮电阻(TEER)值可评估屏障完整性 —— 成熟的 Bend.3 单层细胞 TEER 值可达 150-300Ω・cm²,接近体内血脑屏障的电阻水平。科研人员利用该特性,研究紧密连接相关蛋白(如 occludin、claudin-5、ZO-1)的表达与调控机制,探索脑损伤、炎症状态下紧密连接的破坏过程。例如,在缺血性脑卒中模型中,缺氧可诱导 Bend.3 细胞中 claudin-5 表达下调,导致 TEER 值下降,模拟血脑屏障通透性增加的病理变化,为研究血脑屏障破坏的分子机制提供实验依据。
在物质转运研究方面,Bend.3 细胞系可用于探究血脑屏障的物质转运机制。其表达多种转运蛋白,如葡萄糖转运体(GLUT1)、氨基酸转运体(LAT1)及 P - 糖蛋白(P-gp)等,这些转运蛋白在维持脑内物质平衡和阻止有害物质进入中枢神经系统中发挥重要作用。通过检测放射性标记的葡萄糖、氨基酸或药物通过 Bend.3 单层细胞的速率,可研究转运蛋白的功能及调控因素。例如,P-gp 可将多种药物泵出血脑屏障,利用 Bend.3 细胞可筛选 P-gp 抑制剂,提高药物在脑内的浓度,为中枢神经系统疾病的药物递送提供解决方案。
在脑疾病模型研究中,Bend.3 细胞系可模拟多种脑疾病的病理状态。在阿尔茨海默病研究中,将 Bend.3 细胞与淀粉样蛋白(Aβ)共孵育,可观察到细胞炎症反应增强、紧密连接破坏,模拟 Aβ 对血脑屏障的损伤过程,研究炎症因子(如 TNF-α、IL-1β)在其中的作用;在多发性硬化症研究中,该细胞系与免疫细胞共培养模型,可用于研究免疫细胞穿越血脑屏障的机制,探索疾病中血脑屏障通透性增加与免疫浸润的关联。
在药物递送研究领域,Bend.3 细胞系是评估药物透过血脑屏障能力的重要模型。通过构建 Transwell 共培养体系,将药物加入上室,检测下室药物浓度,可计算药物的透过率,评估其穿透血脑屏障的能力。对于难以穿透血脑屏障的药物,可利用该模型筛选靶向修饰的药物递送系统,如表面修饰转铁蛋白或肽段的纳米颗粒,观察其是否能通过受体介导的内吞作用提高透过率,为中枢神经系统疾病的药物递送系统设计提供实验支持。
前沿研究中,Bend.3 细胞系的应用不断拓展。在类器官构建中,将其与星形胶质细胞、周细胞共培养,可形成具有三维结构的 “脑微血管类器官",更真实地模拟体内血脑屏障的细胞组成和微环境,用于研究细胞间相互作用对血脑屏障功能的影响。在基因编辑研究中,通过 CRISPR 技术调控 Bend.3 细胞中特定转运蛋白或连接蛋白的表达,可深入探究这些蛋白在血脑屏障功能中的作用,为开发靶向血脑屏障的治疗策略提供新靶点。此外,该细胞系还可用于研究脑微血管内皮细胞在神经血管单元中的作用,探索其与神经元、星形胶质细胞的相互作用,为理解中枢神经系统的稳态维持和疾病发生机制提供新视角。
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