人間の生理学的に関連するマイクロ流体血脳脊髄液バリアモデルのバイオエンジニアリング

ヒトの血液脊髄液バリア（HBCSFB）は、脳間質液恒常性を調節する上で重要な役割を果たし、HBCSFBの破壊はさまざまな神経疾患に関連しています。これらの疾患の細胞的および分子的基礎を明らかにし、新規神経学的治療薬を発見するためには、人間の生理学的に関連する構造的および機能的特徴を備えたBCSFBモデルの生成が重要です。残念ながら、これまでのところ、基本的および前臨床研究に利用できるヒト化されたBCSFBモデルはほとんどありません。ここでは、多毛膜の両側に一次ヒト脈絡叢上皮細胞（HCPEC）とヒト脳微小血管内皮細胞（HBMEC）によって構築されたマイクロ流体デバイス上のバイオエンジニアリングHBCSFBモデルを示します。このモデルは、HBCSFBの緊密な接合部を再構成し、生理学的に関連する分子透過性を表示します。このモデルを使用して、神経炎症下でHBCSFBの神経病理学的モデルをさらに生成します。全体として、この作業は、神経炎症関連疾患を研究するための高忠実度HBCSFBモデルを提供すると予想しています。

The human blood-cerebrospinal fluid barrier (hBCSFB) plays a crucial role in regulating brain interstitial fluid homeostasis, and disruption of the hBCSFB is associated with various neurological diseases. Generation of a BCSFB model with human physiologically relevant structural and functional features is crucial to reveal the cellular and molecular basis of these diseases and discover novel neurologic therapeutic agents. Unfortunately, thus far, few humanized BCSFB models are available for basic and preclinical research. Here, we demonstrate a bioengineered hBCSFB model on a microfluidic device constructed by co-culturing primary human choroid plexus epithelial cells (hCPECs) and human brain microvascular endothelial cells (hBMECs) on the two sides of a porous membrane. The model reconstitutes tight junctions of the hBCSFB and displays a physiologically relevant molecular permeability. Using this model, we further generate a neuropathological model of the hBCSFB under neuroinflammation. Overall, we expect that this work will offer a high-fidelity hBCSFB model for studying neuroinflammation-related diseases.