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ibidi神经系统疾病的体外实验研究方法

更新时间:2023-04-18   更新时间:2023-04-18   点击次数:534次

  神经系统疾病会影响整个神经系统,它会由许多不同的因素引起;但神经科学研究的重点是研究中枢神经系统 (CNS) 和周围神经系统 (PNS) 的功能和组织,以了解神经过程并开发神经系统疾病和病症的生物标志物和疗法。在本篇文章中,我们将介绍 5 种基于细胞的体外试验方法来研究神经系统状况和疾病。

  

  01、荧光显微镜检测

  

  免疫荧光和荧光原位杂交 (FISH) 等荧光显微镜检测用于使用荧光标签或探针可视化细胞或组织内的特定分子或结构。

  

  在细胞和分子神经生物学中,免疫荧光检测(例如,免疫细胞化学、免疫组织化学和原位杂交)可用于获得对大脑和神经网络空间组织的重要见解。此外,标记蛋白质、DNA 和 RNA 可以可视化它们在这些网络中的功能角色,并可以揭示过程是否中断。免疫荧光是一种多功能、直接的方法,可以可视化细胞结构和成分的位置和相互作用。几乎每个细胞生物学实验室都可以轻松建立说明和工作流程。

  

  多重荧光(同时对多种蛋白质进行染色)甚至可以同时显示不同的分子,这对于破译蛋白质的相互作用非常有用,例如,在神经信号过程中。

  

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  02、活细胞成像

  

  活细胞成像是一种强大的工具,可以实时可视化生理条件下的细胞过程。

  

  阿尔茨海默氏症或多发性硬化症 (MS) 等神经退行性疾病的特征是大脑神经网络内的动态细胞过程发生变化。这些改变的过程会导致大脑中蛋白质运输和分类功能失调以及蛋白质聚集。神经迁移、趋化性和血管生成也是在神经健康和疾病中发挥重要作用的动态过程的示例。

  

  活细胞成像允许在生理条件下实时跟踪这些动态过程 ( 见下方视频Mov. 1 )。

  

  03、迁移和趋化性测定

  

  细胞迁移和趋化性是神经系统的基本过程,在各种神经疾病的病理生理学中起着重要作用。例如,它们参与神经发育、受伤后的神经炎症以及脑癌的进展过程。

  

  通过在活细胞成像期间跟踪单个细胞或通过将无细胞间隙引入细胞群并观察细胞覆盖区域的变化,可以在单细胞水平上研究细胞迁移动力学随着时间的推移,间隙闭合。

  

  趋化性是细胞响应化学信号的定向运动。体外趋化性测定允许对细胞向特定分子的迁移进行定性和定量分析

  

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  04、管形成分析

  

  血管发育(血管生成)是神经健康和疾病的关键过程。血管生成需要一系列由缺氧引发的细胞事件。

  

  管形成试验(工作流程图 4)是一种广泛建立的体外方法,用于研究血管生成和寻找促进或抑制血管生成的化合物。在神经退行性研究中,管形成分析可用于开发促进急性脑损伤后血管再生的疗法(应用示例 5),或表征抑制为脑肿瘤提供营养的血管形成的分子。


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  05、流动条件下的细胞培养

  

  流动条件下的细胞培养是一种体外方法,用于模拟血管/淋巴管的生理条件,并研究流体流动对内皮细胞产生的机械力(剪切应力)的影响。该技术已被用于包括神经科学在内的各个研究领域,以研究神经血管功能和神-经病理学。


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  流动下的细胞培养使研究人员能够在受控环境中研究机械力对内皮脑血管细胞和 BBB 的影响。通过使内皮细胞 (EC) 经受流体流动,研究人员可以模拟 BBB 的生理条件,并深入了解其功能和功能障碍的潜在机制。