Ievads

„The“ Bend.3 Šūnas Šī šūnu līnija — pazīstama arī ar sinonīmiem bEND.3, b.End3, bEnd3, BEND-3, BEND3 un „no smadzenēm iegūtas endotēlija šūnas.3” — ir transformēta peles smadzeņu mikrovaskulārā endotēlija šūnu līnija, kas ir kļuvusi par vienu no visplašāk izmantotajiem in vitro rīkiem neirovaskulārajā bioloģijā. Šī līnija tika izveidota no peles smadzeņu endoteliomas audiem pēc transformācijas ar poliomavīrusa vidējā T antigēna palīdzību — manipulācija, kas nodrošina stabilu, neierobežotu proliferācijas spēju, vienlaikus saglabājot galvenās endotēlija īpašības. Kopš tās raksturošanas 1990. gadu sākumā bEnd.3 ir kalpojusi kā pieejams un reproducējams aizvietotājs asins-smadzeņu barjeras (BBB), cerebrālās išēmijas, insulta, reperfūzijas bojājuma, angiogēnēzes un endotēlija šūnu bioloģijas pētīšanai plašākā nozīmē. Tā lietderība asins-smadzeņu barjeras traucējumu modelēšanā saistībā ar išēmisko insultu, Alcheimera slimību un traumātisku smadzeņu traumu ir padarījusi to par plaši izmantotu rīku gan fundamentālajos, gan translacionālajos neirozinātņu pētījumos.

Galvenie secinājumi

• bEnd.3 ir transformēta peles smadzeņu mikrovaskulāro endotēlija šūnu līnija, kas iegūta no BALB/c peles smadzeņu audiem un transformēta ar poliomas vīrusa vidējā T antigēnu (Cellosaurus reģistrācijas numurs CVCL_0170).
• To plaši izmanto kā asins-smadzeņu barjeras in vitro modeli, lai pētītu išēmisko insultu, reperfūzijas bojājumus, Alcheimera slimību un neiroiekaisumu.
• Šīs šūnas ekspresē galvenos ar asins-smadzeņu barjeru saistītos marķierus, tostarp ciešo savienojumu proteīnus klaudīnu-5, okludīnu un ZO-1, kā arī eNOS un PECAM-1.
• bEnd.3 šūnas ekspresē limfātiskā endotēlija marķierus, piemēram, LYVE-1 un VEGFR-3, tādējādi paplašinot to nozīmi asinsvadu bioloģijas pētījumos.
• Šīs šūnu līnijas dubultošanās laiks ir 26–30 stundas, tādēļ tā ir piemērota plaša mēroga eksperimentālam darbam.
• Barjeras necaurlaidība ir ierobežota: maksimālā transendotēliālā elektriskā pretestība aptuveni 130 Ω·cm² tika sasniegta tikai astrogliālo šūnu kopkultūrā, un šī līnija slikti nošķir paracelulāros un transcelulāros caurlaidības marķierus.
• Ir pierādīts, ka bEnd.3 šūnas, darbojoties kā barotājšūnas, veicina cilvēka pluripotento cilmes šūnu uzturēšanu, tādējādi paplašinot to pielietojuma iespējas cilmes šūnu bioloģijā.

Kas ir bEnd.3?

bEnd.3 tika iegūts no 6 nedēļas vecas BALB/c peles smadzeņu audiem, kuras dzimums nav norādīts (Cellosaurus reģistrācijas numurs CVCL_0170). Sākotnējās endoteliomas šūnas tika iegūtas, transformējot peles endotēlija šūnas ar poliomavīrusa vidējā T (mT) antigēnu. Montesano, Pepper un kolēģu 1990. gadā veiktajā nozīmīgajā pētījumā tika pierādīts, ka mT ekspresējošās endoteliomas šūnas izrāda ievērojami paaugstinātu proteolītisko aktivitāti — jo īpaši paaugstinātu urokināzes tipa plazminogēna aktivatora līmeni kopā ar samazinātu plazminogēna aktivatora inhibitora ražošanu — un veido lielas hemangiomai līdzīgas cistiskas struktūras fibrīna gēlos, kas izskaidro onkogēna izraisīto normālas asinsvadu attīstības būtisku traucējumu [1]. Šis mehāniskais pamats palīdzēja definēt transformēto fenotipu, kas ir bEnd.3 bioloģiskās uzvedības un lietderības eksperimentālajos apstākļos pamatā.

Turpmākie raksturošanas pētījumi ir sīki noteikuši šīs šūnu līnijas morfoloģisko un molekulāro profilu. Omidi un kolēģi ziņoja, ka bEnd.3 šūnas kultūrā izrāda raksturīgu vārpstasveida plakanšūnu morfoloģiju un ekspresē ar vezikulām saistītus proteīnus, tostarp klatrīnu, kaveolīnu-1, flotilīnu un dinaminu II, kas atbilst aktīvam vezikulārajam transporta mehānismam [2]. Šajā pašā pētījumā tika apstiprināta transkripcija ciešo savienojumu elementiem ZO-1, JAM, okludīnam, klaudīnam-1 un klaudīnam-5, kā arī funkcionāla GLUT-1-mediēta glikozes uzsūkšanās un P-glikoproteīna izplūde. Kopkultūrā ar C6 astroglijas šūnām monoslāņi sasniedza maksimālo transendotēliālo elektrisko pretestību aptuveni 130 Ω·cm², lai gan autori arī konstatēja, ka šūnas būtiski neatšķīra paracelulāros un transcelulāros caurlaidības marķierus. Yuen un kolēģi vēlāk ziņoja, ka bEnd.3 šūnas ekspresē arī limfātiskos endotēlija marķierus LYVE-1 un VEGFR-3, kā arī progenitoru marķierus Sca-1 un CD133, un, stimulējot ar TNF-alfa, veido kapilāru tipa caurulītes — atklājums, kas paplašināja šīs šūnu līnijas bioloģisko nozīmi ārpus klasiskajiem asinsvadu pētījumiem [3].

bEnd.3 priekšrocības

Viena no nozīmīgākajām bEnd.3 priekšrocībām ir tās pieejamība un praktiskā reproducējamība. Atšķirībā no primārām smadzeņu mikrovaskulārajām endotēlija šūnām, kurām nepieciešamas darbietilpīgas izdalīšanas procedūras un kurām ir ierobežota pavairošanas spēja, bEnd.3 ir imortalizēta šūnu līnija, ko var uzticami pavairot dažādās laboratorijās. Šo šūnu dubultošanās laiks ir 26–30 stundas, tādēļ tās ir piemērotas eksperimentiem, kuros nepieciešams liels skaits vienveidīgu šūnu. To stabilā endotēlija marķieru ekspresija — tostarp ciešo savienojumu proteīni klaudīns-5, okludīns un ZO-1, kā arī eNOS un PECAM-1 — padara tās par praktisku smadzeņu mikrovaskulārā endotēlija aizvietotāju plašā eksperimentālo apstākļu diapazonā, ja tiek ņemti vērā turpmāk izklāstītie ierobežojumi attiecībā uz barjeras funkciju.

bEnd.3 daudzpusība aptver vairākas pētniecības disciplīnas. Pētījumos šī šūnu līnija ir izmantota, lai modelētu asins-smadzeņu barjeras (BBB) traucējumus išēmiskā insulta un reperfūzijas bojājuma gadījumā, pētītu adhezijas molekulu izraisītu neiroiekaisumu, analizētu angiogēno gēnu ekspresiju un izpētītu koneksīnu mediētu starpšūnu komunikāciju. Turklāt Joubin un kolēģi pierādīja, ka bEnd.3 šūnas spēj uzturēt cilvēka pluripotentās cilmes šūnas nediferencētā stāvoklī, darbojoties kā barotājšūnas, kuras var ģenētiski modificēt — šī spēja nav viegli atkārtojama ar īslaicīgām primārām kultūrām [4]. Šāds plašais pielietojuma spektrs liecina par šīs šūnu līnijas lietderību neirozinātnēs, asinsvadu bioloģijā, farmakoloģijā un cilmes šūnu pētniecībā.

bEnd.3 ierobežojumi

Neskatoties uz plašo pielietojumu, bEnd.3 kā asins-smadzeņu barjeras (BBB) modelim piemīt būtiski ierobežojumi. Omidi un kolēģi noteica, ka maksimālā transendotēliālā elektriskā pretestība ir tikai apmēram 130 Ω·cm², un šīs vērtības sasniegšanai bija nepieciešama kopkultūra ar C6 astrogliālajām šūnām; vēl svarīgāk, monoslāņi gandrīz neatšķīra transcelulāros un paracelulāros zondes, un propranolola un saharozes caurlaidības koeficienti atšķīrās tikai niecīgi [2]. Autori secināja, ka šī līnija nav piemērota transendotēliālās caurlaidības novērtēšanai, taču tā joprojām ir vērtīga asins-smadzeņu barjeras transporta mehānismu pētījumiem. Tādēļ šajā sistēmā iegūtos caurlaidības datus jāinterpretē ar piesardzību un, ja iespējams, jāpapildina ar kopkultūras sistēmām vai in vivo validāciju.

Ar to saistīts trūkums ir pašu ciešo savienojumu uzbūve. Song un Pachter salīdzināja bEnd.3 ar svaigi attīrītām primārām peles smadzeņu mikrovaskulārajām endotēlija šūnām un konstatēja, ka, kamēr primārās šūnas koncentrēja klaudīnu-5, okludīnu un ZO-1 gar starpšūnu robežām un nošķīra okludīnu un ZO-1 no detergentam izturīgā citoskeleta karkasa, bEnd.3 šūnas uzrādīja okludīna un ZO-1 difūzu citoplazmatisko lokalizāciju un saglabāja šos proteīnus galvenokārt šķīstošajā frakcijā [5]. Tādējādi ciešo savienojumu proteīna ekspresija bEnd.3 gēnā pati par sevi nenozīmē, ka savienojumi ir izveidojušies pareizi.

bEnd.3 pārveidotā daba, kas izriet no mT onkogēna ekspresijas, var radīt arī fenotipiskus artefaktus, kas normālā smadzeņu endotēlijā nav sastopami. Paaugstināta proteolītiskā aktivitāte — raksturīga iezīme mT ekspresējošām endoteliomas šūnām [1] — un tādu limfātisko marķieru kā LYVE-1 un VEGFR-3 ekspresija liecina, ka šī šūnu līnija pilnībā neatspoguļo normālo asinsvadu endotēliju [3]. Turklāt šai šūnu līnijai nav norādīts donora dzimums, kas ierobežo pētījumu rezultātu piemērojamību pētījumos, kuros dati tiek sadalīti pēc dzimuma. Šie apsvērumi nemazina šīs šūnu līnijas vērtību, taču tie uzsver, cik svarīgi ir izprast tās specifisko bioloģisko kontekstu.

Apskatīt pilnu specifikāciju un pasūtīt

Pielietojumi

Asins-smadzeņu barjeras modelēšana un išēmiskais insults

Vissvarīgākais bEnd.3 pielietojums ir kā asins-smadzeņu barjeras in vitro modelis išēmiskos un pēcīšēmiskos apstākļos. Koto un kolēģi pierādīja, ka hipoksija (1 % O₂) mainīja klavīna-5 lokalizāciju un proteīna līmeni bEnd.3 monoslāņos, izraisot izmērāmu transendotēlija elektriskās pretestības samazināšanos, un apstiprināja atbilstošo klavīna-5 zudumu tīklenes mikrovaskulārajā endotēlijā in vivo [6]. Tas pierādīja mehānisku saikni starp ciešo savienojumu pārveidošanos un barjeras sabrukumu neirohipoksijas laikā, kā arī pozicionēja bEnd.3 kā viegli izmantojamu sistēmu, lai pētītu molekulāros procesus, kas ir insulta laikā novērotās asins-smadzeņu barjeras darbības traucējumu pamatā.

Bieži citētā Kim un kolēģu pētījumā šī šūnu līnija tika izmantota kā in vitro BBB modelis, ko pakļāva skābekļa un glikozes deficītam (OGD), lai simulētu išēmiju. 18 stundu ilgs OGD izraisīja šūnu disfunkciju, palielinātu caurlaidību, okludīna noārdīšanos un autofāgijas ceļu aktivizēšanos, kur noārdītais okludīns atradās tajā pašā vietā, kur išēmiskie autofagozomi; gan okludīna zudumu, gan caurlaidības izmaiņas ievērojami samazināja autofāgijas inhibitors 3-metiladenīns. Tās pašas molekulārās izmaiņas un to atgriezenisko ietekmi, ko panāca 3-metiladenīns, vēlāk atkārtoja smadzeņu kapilāros no žurkām, kurām bija veikta vidējās smadzeņu artērijas okluzija [7]. Šis darbs izveidoja mehānistisku pamatu, kas saista autofāgijas plūsmu ar proteīnu zudumu ciešajos savienojumos, un sniedza svarīgas translācijas atziņas par insulta patoloģiju.

Papildu pētījumi parādīja, ka agmatīns vājinā matricu metaloproteīnāžu-2 un -9 ekspresiju smadzeņu endotēlija šūnās — tostarp bEnd.3 —, kurām tika izraisīts OGD-reperfūzijas bojājums, turklāt MMP-9 ekspresijas samazināšanās notika vienlaikus ar eNOS ekspresijas palielināšanos un noturīgu slāpekļa oksīda atbrīvošanos, piedāvājot potenciālu neiroprotektīvu mehānismu, kas ir nozīmīgs smadzeņu bojājumu un reperfūzijas bojājumu gadījumos [8]. Pētījumi par Ang II mediēto apoptozi turklāt parādīja, ka hiperozīds aizsargā bEnd.3 šūnas un saglabā in vitro asins-smadzeņu barjeras (BBB) monoslāņa integritāti, iedarbojoties uz JAM-A, klaudīnu-5, ZO-1, kaveolīnu-1 un Mfsd2a, un norādot uz terapeitiskām iespējām cerebrovaskulārajai aizsardzībai [9]. Pētījumi par circLphn3 pārekspresiju bEnd.3 šūnās arī uzsvēra nekodējošās RNS lomu ciešo savienojumu proteīnu ekspresijas uzturēšanā — tostarp ZO-1, ZO-2 un okludīna — pēc traumātiska smadzeņu bojājuma, kur circLphn3 darbojas kā molekulāra sūklis miR-185-5p [10].

Neiroiekaisums, endotēlija toksikoloģija un Alcheimera slimība

bEnd.3 šūnas ir plaši izmantotas, lai pētītu iekaisuma signālus smadzeņu asinsvadu endotēlijā. Jeong un kolēģi parādīja, ka kadmijs — visur sastopams smagais metāls, kas uzkrājas ārpus asins-smadzeņu barjeras — stimulēja ICAM-1 ekspresiju bEnd.3 šūnās, aktivizējot NF-κB, ko izraisīja IκBα tirozīna fosforilācija, nevis tā noārdīšanās, tādējādi sniedzot mehānisko pamatojumu kadmija izraisītajai cerebrovaskulārajai toksicitātei [11]. Līdzīgi Zhang un kolēģi ziņoja, ka C-reaktīvā proteīna koncentrācijās no 1 līdz 75 mg/l palielinājās ICAM-1 un VCAM-1 ekspresija, kā arī LDH noplūde bEnd.3 šūnās, liecinot par šī akūtas fāzes proteīna tiešo lomu asins-smadzeņu barjeras bojājumos išēmiskā insulta laikā [12].

Šajā šūnu līnijā ir pētīta arī pesticīdu izraisīta endotēlija toksicitāte. Jung un kolēģi pierādīja, ka N-nitrosokarbofurāns — karbamāta pesticīda karbofurāna nitrozo metabolīts — bEnd.3 šūnās izraisīja apoptozi caur MAP kināžu ceļiem, šūnu nāvē galveno lomu spēlējot ERK ceļam [13]. Tsai un kolēģi pētīja lizofosfatidilholīna izraisīto citotoksicitāti bEnd.3 šūnās, nosakot, ka šūnu nāve saistīta ar citosolā esošo kalcija pārslodzi, mitohondriālās membrānas potenciāla zudumu, p38 aktivāciju un kaspāzes-3 aktivāciju — jo īpaši bez reaktīvo skābekļa savienojumu veidošanās — un identificēja heparīnu kā aizsargājošu vielu, kas darbojas p38 lejpus [14]. Jaunāki pētījumi par ārstēšanu ar florfenikolu dokumentēja ROCK/kofilīna mediētu F-aktīna pārveidošanos, kas veicina samazinātu proliferāciju un migrāciju bEnd.3 endotēlija šūnās [15].

Alcheimera slimības pētniecības jomā bEnd.3 šūnas ir kalpojušas par modeli amiloīda beta peptīda mediētai asins-smadzeņu barjeras (BBB) traucējumiem. Čans un kolēģi parādīja, ka Aβ oligomēru izraisītās autofāgijas izmaiņas bEnd.3 šūnās tika bloķētas ar RAGE mazo interferējošo RNS, tādējādi saistot RAGE signālceļu caur CaMKKβ/AMPK/mTOR asi ar autofāgijai atkarīgu bojājumu ciešo savienojumu karkasa proteīniem ZO-1, okludīnam un klaudīnam-5 [16]. Atsevišķi tika pierādīts, ka ličī sēklu polifenols aizsargā BBB integritāti, inhibējot Aβ(25–35) izraisīto NLRP3 inflammasoma aktivāciju caur AMPK/mTOR/ULK1 mediēto autofagijas ceļu bEnd.3 šūnās, un šos rezultātus apstiprināja pētījumā ar APP/PS1 transgēnajās pelēs — pētījums, kas paplašināja izpratni par autofāgijas un inflammasomas mijiedarbību neirovaskulārajā saskares zonā [17]. Tajā pašā kontekstā ir pētīta fotobiomodulācija: Ma un kolēģi izmantoja LPS stimulētas bEnd.3 šūnas kopā ar APP/PS1 pelēm, lai parādītu, ka ārstēšana ar tuvu infrasarkano starojumu uzlabo mitohondriālo enerģijas vielmaiņu, paaugstina okludīna, klaudīna-5 un ZO-1 ekspresiju un aizsargā barjeras integritāti AMPK-atkarīgā veidā [18].

Angiogēnēze un asinsvadu signālceļi

bEnd.3 šūnas ir izrādījušās ļoti informatīvas pētījumos par angiogēno signālizāciju. Yue un kolēģi izmantoja cDNA mikromaizi, lai profilētu angiogēno gēnu ekspresiju bEnd.3 šūnās, kas tika apstrādātas ar bāzisko fibroblastu augšanas faktoru (bFGF), identificējot proangiogēno gēnu, tostarp ADAMTS1, MMP-9, angiopoetīna-1, PDGF-B un G-CSF ekspresijas palielināšanos, antiangiogēno gēnu, piemēram, TIMP-2 un TSP-3, ekspresijas samazināšanos, kā arī ciklooksigenāzes-2 (COX-2) indukciju gan mRNA, gan proteīnu līmenī [19]. Šī augstas caurlaidspējas pieeja ļāva bEnd.3 šūnas izmantot kā ērtu platformu angiogēnēzes profilēšanai genoma mērogā.

Ar bEnd.3 šūnām ir kartētas arī hipoksijas izraisītās angiogēnās reakcijas. Zhu un kolēģi pierādīja, ka hipoksija palielina endoglīna (CD105) mRNA un proteīna ekspresiju bEnd.3 šūnās, aktivizējot p38 MAPK, turklāt šī signālceļa inhibitori — kā arī dominanti negatīvais MKK3 — nomāc endoglīna indukciju [20]. Tā kā endoglīnam ir mutācijas iedzimtas hemorāģiskas telangiektāzijas gadījumā un tā ekspresija palielinās aktīvas angiogēnēzes laikā, šie atklājumi saistīja hipoksijai jutīgo MAPK signālceļu ar patoloģisku asinsvadu pārveidošanos. Li un kolēģi turklāt parādīja, ka hipoksija laika atkarīgā veidā palielina CD73 (ekto-5'-nukleotidāzes) aktivitāti, mRNA un proteīna līmeni bEnd.3 šūnās atkarībā no laika, savukārt reoksigenācija sākotnēji atcēla šo indukciju, pirms CD73 līmenis atkal paaugstinājās ilgstošas reoksigenācijas rezultātā — liecinot, ka adenozīna veidošanās ir neiroprotektīvs mehānisms išēmijas-reperfūzijas laikā [21].

Angiopoetīna signālceļš ir padziļināti pētīts, izmantojot bEnd.3 kā modelisistēmu. Shi un kolēģi izveidoja bezseruma apoptozes modeli bEnd.3 šūnās un pierādīja, ka angiopoetīns-1 inhibē mikrovaskulāro endotēlija šūnu apoptozi, izmantojot mehānismu, kas saistīts ar Bax līmeņa samazināšanos, Bcl-2 līmeņa paaugstināšanos un citohroma C atbrīvošanās samazināšanos no mitohondrijiem citoplazmā [22]. Perry un kolēģi paplašināja angiopoetīna bioloģijas pētījumus uz hemangiomu izpēti, pierādot Tie-2 receptora konstitutīvu aktivāciju cilvēka zīdaiņu hemangiomā un izmantojot bEnd.3 šūnas kā murīnu hemangiomas modeļa sistēmu, kurā angiopoetīna-2 ražošanas farmakoloģiskā inhibīcija gandrīz pilnībā apturēja audzēja augšanu in vivo [23].

eNOS, koneksīni un endotēlija funkcija

Endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes (eNOS) bioloģija ir raksturota bEnd.3 šūnās ar ievērojamu precizitāti. Govers un kolēģi, izmantojot imūnfluorescences mikroskopiju, parādīja, ka eNOS lokalizācija plazmas membrānā ir būtiski atkarīga no šūnu savstarpējā kontakta, ar spēcīgu koncentrāciju starpšūnu kontakta vietās, kas vairāk atgādina PECAM-1 izplatības modeli nekā VE-kadherīna vai plakoglobīna izplatību, un eNOS aktivitāte konfluentās monoslānī ir augstāka nekā subkonfluentās monoslānī, neskatoties uz nemainīgu ekspresiju [24]. Šī telpiskā saistība starp eNOS lokalizāciju un aktivitāti izcēla bEnd.3 kā modeli, kurā var nozīmīgi pētīt konfluenta endotēlija fizioloģisko kontekstu.

Bevers un kolēģi pētīja eNOS atdalīšanos bEnd.3 šūnās, kuras ekspresē eNOS līmenī, kas ir vairāk nekā divas kārtas augstāks nekā salīdzināmajai endotēlija līnijai, vienlaikus tajās trūkstot iNOS un nNOS. Viņi atklāja, ka tetrahidrobiopterīna (BH4) papildināšana palielināja NO ražošanu un samazināja reaktīvo skābekļa sugu veidošanos, savukārt papildu L-arginīna pievienošana vēl vairāk palielināja VEGF izraisīto ROS — liecinot, ka šajā situācijā atdalīšanos izraisa relatīvs BH4 deficīts, nevis arginīna pieejamība [25]. Šim rezultātam ir tieša saistība ar tādu slimību kā hipertensija un ateroskleroze izraisītām asinsvadu komplikācijām, kur ilgstoša eNOS pārmērīga ekspresija paradoksāli var veicināt oksidatīvo stresu.

Ar koneksīniem nodrošināta komunikācija caur šūnu savienojumiem ir pētīta arī bEnd.3 šūnās. Kwak un kolēģi salīdzināja koneksīnu ekspresiju un šūnu savstarpējo savienojumu pirms un pēc bEnd.3 monoslāņu mehāniskas ievainošanas, novērojot ievainojuma vietā ievainojuma izraisītu Cx43 ekspresijas palielināšanos un Cx37 ekspresijas samazināšanos, savukārt Cx40 netika ietekmēts [26]. Stabila transfekcija ar dominanti negatīviem koneksīnu inhibitoriem par aptuveni 50 % pagarināja laiku, kas nepieciešams pilnīgai brūces aizvēršanai, nemainot proliferāciju, atsevišķu šūnu migrāciju vai proteolītisko aktivitāti, tādējādi pierādot spraugu savienojumu komunikācijas specifisko lomu koordinētā endotēlija brūču atjaunošanā.

Neirotrofisko faktoru sekrēcija un pielietojums cilmes šūnu pētījumos

bEnd.3 šūnas izdalī neirotrofiskos faktorus, kas iedarbojas uz apkārtējo neiroloģisko mikrovidē. Wang un kolēģi pierādīja, ka bEnd.3 šūnas ekspresē un izdala smadzeņu izcelsmes neirotrofisko faktoru (BDNF), turklāt gan ilgstoša, gan intermitējoša hipoksija stimulē BDNF sekrēciju — intermitējošai hipoksijai esot spēcīgākam stimulam [27]. Hipoksijas izraisīto BDNF izdalīšanos daļēji inhibēja N-acetil-L-cisteīns un superoksīda dismutāzes mimētisks savienojums, kas liecina par reaktīvo skābekļa savienojumu lomu hipoksijas vadītā neirotrofiskā signālizācijā, un tas prasīja kalcija mobilizāciju no iekšējiem krājumiem. Šie atklājumi pierādīja, ka smadzeņu mikrovaskulārais endotēlijs ir aktīvs neironu izdzīvošanas dalībnieks, nevis tikai pasīvs šķērslis.

Visvairāk pārsteidzoši ir tas, ka Joubin un kolēģi parādīja, ka bEnd.3 šūnas uztur cilvēka pluripotentās cilmes šūnas nediferencētā stāvoklī, izdalot šķīstošu vielu, kas atdarinā peles embrionālo fibroblastu nodrošināto nišu [4]. Autori turklāt pierādīja, ka bEnd.3 šūnas var ģenētiski modificēt, lai tās ekspresētu fluorescējošus marķierus vai zāļu rezistences gēnus, tādējādi radot īpaši pielāgotus barotājslāņus cilmes šūnu kultivēšanai — šāds pielietojums ievērojami paplašina šīs šūnu līnijas lietderību ārpus klasiskajiem endotēlija pētījumiem.

Secinājums

bEnd.3 joprojām ir viena no daudzpusīgākajām un produktīvākajām šūnu līnijām neirovaskulārajā un asins-smadzeņu barjeras (BBB) pētniecībā. Sākot no išēmiskā insulta un reperfūzijas bojājuma modelēšanas līdz eNOS signālceļa analīzei, koneksīnu mediētai brūču sadzīšanai, angiogēnās gēnu ekspresijai un autofāgijas izraisītai ciešo savienojumu traucējumiem, šī peles smadzeņu mikrovaskulāro endotēlija šūnu līnija ir devusi ieguldījumu daudzu biomedicīnas disciplīnu izpratnē. Tās pielietojamība pētījumos par Alcheimera slimību, traumātiskām smadzeņu traumām un neiroprotektīvo vielu skrīningu vēl vairāk nostiprina tās vietu neirozinātnes pētniecības instrumentu klāstā — ar nosacījumu, ka eksperimenta plānošanā tiek ņemta vērā tās ierobežotā barjeras necaurlaidība un transformētais fenotips. Pētniekiem, kuri meklē labi raksturotu, reproducējamu un eksperimentāli viegli izmantojamu in vitro endotēlija un asins-smadzeņu barjeras transporta modeli, iesakām iepazīties ar Bend.3 šūnām, kas pieejamas vietnē cytion.com, kur ir sniegta pilna produkta specifikācija un informācija par pasūtīšanu.

Galvenās publikācijas

1. Montesano R, Pepper MS, Möhle-Steinlein U, et al. (1990) Palielināta proteolītiskā aktivitāte ir atbildīga par endotēlija šūnu, kas ekspresē vidējo T onkogēnu, patoloģisko morfogenētisko uzvedību. Cell 62:435–445. PMID: 2379237
2. Omidi Y, Campbell L, Barar J, et al. (2003) Imortalizētās peles smadzeņu kapilāru endotēlija šūnu līnijas b.End3 novērtējums kā in vitro asins-smadzeņu barjeras modelis zāļu uzsūkšanās un transporta pētījumiem. Brain Research 990:95–112. PMID: 14568334
3. Yuen D, Leu R, Tse J, et al. (2014) Jauna bEnd.3 šūnu raksturošana, kuras ekspresē limfvadu endotēlija hialuronāna receptoru-1. Lymphology 47:73–81. PMID: 25282873
4. Joubin K, Richardson A, Novoa N, et al. (2012) Endotēlija šūnu līnija bEnd.3 uztur cilvēka pluripotentās cilmes šūnas. „Stem Cells and Development” 21:2312–2321. PMID: 22224974
5. Song L, Pachter JS (2003) Peļu smadzeņu mikrovaskulāro endotēlija šūnu kultūra, kas saglabā ar ciešajiem savienojumiem saistīto proteīnu ekspresiju un saistību ar citoskeletu. In Vitro Cellular & Developmental Biology. Animal 39:313–320. PMID: 14613336
6. Koto T, Takubo K, Ishida S, et al. (2007) Hipoksija traucē neironu asinsvadu barjeras funkciju, izraisot izmaiņas klaudīna-5 ekspresijā endotēlija šūnās. The American Journal of Pathology 170:1389–1397. PMID: 17392177
7. Kim KA, Kim D, Kim JH, et al. (2020) Autofāgijas mediēta okludīna noārdīšanās veicina asins-smadzeņu barjeras traucējumus išēmijas laikā bEnd.3 smadzeņu endotēlija šūnās un žurku išēmiskā insulta modeļos. Fluids and Barriers of the CNS 17:21. PMID: 32169114
8. Yang MZ, Mun CH, Choi YJ, et al. (2007) Agmatīns inhibē matriksa metaloproteīnāzi-9 ar endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes starpniecību smadzeņu endotēlija šūnās. Neurological Research 29:749–754. PMID: 17588309
9. Xie YY, Lu YW, Yu GR (2022) Hiperozīda aizsargājošā iedarbība uz Ang II izraisīto bEnd.3 šūnu apoptozi un asins-smadzeņu barjeras bojājumu in vitro. BMC Complementary Medicine and Therapies 22:157. PMID: 35698113
10. Cheng YQ, Wu CR, Du MR u.c. (2022) CircLphn3 aizsargā asins-smadzeņu barjeru traumātiskā smadzeņu bojājuma gadījumā. Neural Regeneration Research 17:812–818. PMID: 34472480
11. Jeong EM, Moon CH, Kim CS, et al. (2004) Kadmijs stimulē ICAM-1 ekspresiju, aktivizējot NF-kappaB cerebrovaskulārajās endotēlija šūnās. Biochemical and Biophysical Research Communications 320:887–892. PMID: 15240131
12. Zhang J, Rui YC, Yang PY u.c. (2006) C-reaktīvā proteīna indukētā adhezijas molekulu ekspresija kultivētās smadzeņu mikrovaskulārajās endotēlija šūnās. „Life Sciences“ 78:2983–2988. PMID: 16412476
13. Jung YS, Kim CS, Park HS u.c. (2003) N-nitrozokarbofurāns inducē apoptozi peles smadzeņu mikrovaskulārajās endotēlija šūnās (bEnd.3). „Journal of Pharmacological Sciences” 93:489–495. PMID: 14737022
14. Tsai TY, Leong IL, Cheng KS u.c. (2019) Lizofosfatidilholīna izraisītā citotoksicitāte un heparīna aizsargājošā iedarbība peles smadzeņu bEND.3 endotēlija šūnās. Fundamental & Clinical Pharmacology 33:52–62. PMID: 29974515
15. Hu D, Shen Z, Hou X, et al. (2025) ROCK-mediētā aktīna pārveidošanās veicina ar florfenikolu apstrādāto bEnd.3 endotēlija šūnu proliferācijas un migrācijas samazināšanos. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology 39:e70453. PMID: 40826991
16. Chan Y, Chen W, Chen Y u.c. (2020) Yi-Zhi-Fang-Dai formula in vitro un in vivo izrāda aizsargājošu iedarbību uz ciešo savienojumu skeleta proteīnu bojājumiem, mediējot autofāgiju caur RAGE/CaMKKβ/AMPK/mTOR ceļa regulāciju. „Biological & Pharmaceutical Bulletin“ 43:1847–1858. PMID: 33268702
17. Xiong R, Zhou XG, Tang Y, et al. (2021) Ličī sēklu polifenols aizsargā asins-smadzeņu barjeru, inhibējot Aβ(25–35) izraisīto NLRP3 inflammasomas aktivāciju ar AMPK/mTOR/ULK1 mediētas autofāgijas palīdzību bEnd.3 šūnās un APP/PS1 pelēm. Phytotherapy Research 35:954–973. PMID: 32893437
18. Ma C, Ye Y, Shi X u.c. (2025) Fotobiomodulācija mīkstina asins-smadzeņu barjeras traucējumus Alcheimera slimības APP/PS1 peles modelī, aktivizējot AMPK ceļu. „Alzheimer’s Research & Therapy” 17:141. PMID: 40551167
19. Yue F, Zhang GP, Jin HM (2006) Bāziskā fibroblastu augšanas faktora ietekme uz angiogēnā gēnu profila un ciklooksigenāzes-2 ekspresiju smadzeņu mikrovaskulārajās endotēlija šūnās. „Sheng Li Xue Bao” 58:124–128. PMID: 16628358
20. Zhu Y, Sun Y, Xie L, et al. (2003) Endoglīna hipoksiska indukcija ar mitogēnu aktivēto proteīnu kināžu starpniecību peles smadzeņu mikrovaskulārajās endotēlija šūnās. Stroke 34:2483–2488. PMID: 12947156
21. Li X, Zhou T, Zhi X u.c. (2006) Hipoksijas/reoksigenācijas ietekme uz CD73 (ekto-5'-nukleotidāzi) peles mikrovaskulāro endotēlija šūnu līnijās. Microvascular Research 72:48–53. PMID: 16828810
22. Shi LG, Zhang GP, Jin HM (2006) Mikrovaskulāro endotēlija šūnu apoptozes inhibīcija ar angiopoetīnu-1 un citohroma C līdzdalība. Chinese Medical Journal 119:725–730. PMID: 16701012
23. Perry BN, Govindarajan B, Bhandarkar SS u.c. (2006) Angiopoetīna-2 farmakoloģiskā blokāde ir efektīva pret modelētiem hemangiomiem pelēm. The Journal of Investigative Dermatology 126:2316–2322. PMID: 16741507
24. Govers R, Bevers L, de Bree P, et al. (2002) Endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes aktivitāte ir saistīta ar tās klātbūtni šūnu savstarpējos kontaktos. The Biochemical Journal 361:193–201. PMID: 11772391
25. Bevers LM, Braam B, Post JA u.c. (2006) Tetrahidrobiopterīns, bet ne L-arginīns, samazina NO sintāzes atdalīšanos šūnās, kurās ir augsts endotēlija NO sintāzes līmenis. „Hypertension“ 47:87–94. PMID: 16344367
26. Kwak BR, Pepper MS, Gros DB u.c. (2001) Endotēlija brūču remonta inhibīcija ar dominējoši negatīviem koneksīnu inhibitoriem. Molecular Biology of the Cell 12:831–845. PMID: 11294890
27. Wang H, Ward N, Boswell M, et al. (2006) No smadzeņu mikrovaskulārajām endotēlija šūnām izdalītais smadzeņu izcelsmes neirotrofiskais faktors. The European Journal of Neuroscience 23:1665–1670. PMID: 16553631