Giới thiệu

Cái Tế bào Bend.3 Dòng tế bào này — còn được biết đến với các tên gọi khác như bEND.3, b.End3, bEnd3, BEND-3, BEND3 và tế bào nội mô có nguồn gốc từ não.3 — là một dòng tế bào nội mô vi mạch não chuột đã được biến đổi gen, hiện đã trở thành một trong những công cụ thí nghiệm in vitro được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực sinh học thần kinh mạch máu. Dòng tế bào này được thiết lập từ mô u nội mô não chuột sau khi biến đổi bằng kháng nguyên T trung gian của virus polyoma, một quá trình thao tác mang lại khả năng tăng sinh ổn định và vô hạn đồng thời vẫn giữ được các đặc tính nội mô quan trọng. Kể từ khi được mô tả vào đầu những năm 1990, bEnd.3 đã đóng vai trò là mô hình thay thế dễ tiếp cận và có thể tái tạo để nghiên cứu hàng rào máu-não (BBB), thiếu máu não, đột quỵ, tổn thương do tái tưới máu, quá trình tạo mạch và sinh học tế bào nội mô nói chung. Tính hữu ích của nó trong việc mô phỏng sự gián đoạn BBB trong bối cảnh đột quỵ thiếu máu cục bộ, bệnh Alzheimer và chấn thương sọ não đã khiến nó trở thành một công cụ được áp dụng rộng rãi trong cả nghiên cứu khoa học thần kinh cơ bản và ứng dụng.

Những điểm chính cần ghi nhớ

• bEnd.3 là một dòng tế bào nội mô vi mạch não chuột biến đổi gen, được phân lập từ mô não chuột BALB/c và biến đổi gen bằng kháng nguyên T trung gian của virus polyoma (mã truy cập Cellosaurus: CVCL_0170).
• Nó được sử dụng rộng rãi như một mô hình in vitro của hàng rào máu-não để nghiên cứu đột quỵ do thiếu máu cục bộ, tổn thương do tái tưới máu, bệnh Alzheimer và viêm thần kinh.
• Các tế bào này biểu hiện các dấu ấn quan trọng liên quan đến hàng rào máu-não (BBB), bao gồm các protein liên kết chặt chẽ như claudin-5, occludin và ZO-1, cũng như eNOS và PECAM-1.
• Các tế bào bEnd.3 biểu hiện các dấu hiệu đặc trưng của nội mô bạch huyết như LYVE-1 và VEGFR-3, qua đó mở rộng tầm quan trọng của chúng trong nghiên cứu sinh học mạch máu.
• Dòng tế bào này có thời gian nhân đôi là 26–30 giờ, nhờ đó rất phù hợp cho các công trình thí nghiệm quy mô lớn.
• Độ kín của hàng rào còn hạn chế: điện trở xuyên nội mô tối đa khoảng 130 Ω·cm² chỉ đạt được trong môi trường nuôi cấy hỗn hợp tế bào sao thần kinh, và phương pháp này không phân biệt rõ ràng giữa các dấu hiệu đánh giá tính thấm qua khe tế bào và tính thấm xuyên tế bào.
• Các tế bào bEnd.3 đã được chứng minh là có khả năng hỗ trợ duy trì tế bào gốc đa năng của người với vai trò là tế bào nuôi cấy, từ đó mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng trong lĩnh vực sinh học tế bào gốc.

bEnd.3 là gì?

bEnd.3 được phân lập từ mô não của một con chuột BALB/c 6 tuần tuổi, giới tính không xác định (mã truy cập Cellosaurus CVCL_0170). Các tế bào u nội mô ban đầu được tạo ra bằng cách biến đổi gen các tế bào nội mô chuột bằng kháng nguyên middle T (mT) của virus polyoma. Một nghiên cứu mang tính bước ngoặt năm 1990 của Montesano, Pepper và các đồng nghiệp đã chứng minh rằng các tế bào u nội mô biểu hiện mT thể hiện hoạt tính phân giải protein tăng lên đáng kể — đặc biệt là sự gia tăng hoạt tính chất kích hoạt plasminogen loại urokinase cùng với việc giảm sản xuất chất ức chế chất kích hoạt plasminogen — và hình thành các cấu trúc nang lớn giống u mạch máu trong gel fibrin, giải thích sự phá vỡ sâu sắc của gen gây ung thư đối với sự phát triển mạch máu bình thường [1]. Nền tảng cơ chế này đã góp phần xác định kiểu hình biến đổi làm nền tảng cho hành vi sinh học và tính ứng dụng của bEnd.3 trong các điều kiện thí nghiệm.

Các nghiên cứu đặc trưng hóa tiếp theo đã xác định chi tiết đặc điểm hình thái và phân tử của dòng tế bào này. Omidi và các đồng nghiệp đã báo cáo rằng các tế bào bEnd.3 thể hiện một hình thái biểu mô vảy đặc trưng giống hình trục trong môi trường nuôi cấy và biểu hiện các protein liên quan đến túi nhỏ bao gồm clathrin, caveolin-1, flotillin và dynamin II, phù hợp với cơ chế vận chuyển túi nhỏ đang hoạt động [2]. Nghiên cứu này cũng đã xác nhận sự hiện diện của các bản sao gen cho các yếu tố của liên kết chặt chẽ như ZO-1, JAM, occludin, claudin-1 và claudin-5, cũng như quá trình hấp thu glucose qua trung gian GLUT-1 và quá trình thải trừ qua P-glycoprotein. Khi nuôi cấy chung với tế bào astroglia C6, các lớp tế bào đơn đạt điện trở xuyên nội mô tối đa khoảng 130 Ω·cm², mặc dù các tác giả cũng phát hiện ra rằng các tế bào này không phân biệt đáng kể giữa các chất thử độ thấm qua khe tế bào và qua tế bào. Yuen và các đồng nghiệp sau đó đã báo cáo rằng các tế bào bEnd.3 cũng biểu hiện các dấu hiệu nội mô bạch huyết LYVE-1 và VEGFR-3, cũng như các dấu hiệu tiền thân Sca-1 và CD133, và hình thành các ống kiểu mao mạch khi được kích thích bằng TNF-alpha — một phát hiện đã mở rộng ý nghĩa sinh học của dòng tế bào này vượt ra ngoài phạm vi nghiên cứu mạch máu truyền thống [3].

Những ưu điểm của bEnd.3

Một trong những ưu điểm đáng kể nhất của bEnd.3 là tính dễ tiếp cận và khả năng tái tạo thực tế. Khác với các tế bào nội mô vi mạch não nguyên phát — vốn đòi hỏi các quy trình tách chiết tốn công và có khả năng nhân giống hạn chế — bEnd.3 là dòng tế bào bất tử có thể được nhân giống một cách đáng tin cậy giữa các phòng thí nghiệm. Với thời gian nhân đôi từ 26–30 giờ, các tế bào này rất phù hợp cho các thí nghiệm cần số lượng lớn tế bào đồng nhất. Sự biểu hiện ổn định của các dấu hiệu nội mô — bao gồm các protein liên kết chặt chẽ claudin-5, occludin, và ZO-1, cũng như eNOS và PECAM-1 — khiến chúng trở thành vật thay thế thực tế cho nội mô vi mạch não trong một loạt các điều kiện thí nghiệm, miễn là các lưu ý về chức năng rào cản được nêu dưới đây được tính đến.

Tính đa năng của bEnd.3 trải rộng trên nhiều lĩnh vực nghiên cứu. Các nghiên cứu đã sử dụng dòng tế bào này để mô phỏng sự gián đoạn hàng rào máu-não (BBB) trong đột quỵ thiếu máu cục bộ và tổn thương do tái tưới máu, điều tra tình trạng viêm thần kinh do các phân tử kết dính gây ra, phân tích biểu hiện gen liên quan đến quá trình tạo mạch, và khám phá cơ chế giao tiếp liên tế bào qua connexin. Hơn nữa, Joubin và các đồng nghiệp đã chứng minh rằng các tế bào bEnd.3 có thể duy trì các tế bào gốc đa năng của người ở trạng thái chưa biệt hóa, hoạt động như các tế bào nuôi cấy có thể được biến đổi gen — một khả năng khó có thể tái tạo được với các dòng nuôi cấy nguyên phát có tuổi thọ ngắn. [4]. Phạm vi ứng dụng rộng rãi này cho thấy tính hữu ích của dòng tế bào này trong các lĩnh vực thần kinh học, sinh học mạch máu, dược lý học và nghiên cứu tế bào gốc.

Những hạn chế của bEnd.3

Mặc dù được sử dụng rộng rãi, bEnd.3 vẫn bộc lộ những hạn chế đáng kể khi được dùng làm mô hình hàng rào máu não (BBB). Omidi và các cộng sự đã đo được điện trở xuyên nội mô tối đa chỉ khoảng 130 Ω·cm², và giá trị này đòi hỏi phải nuôi cấy chung với tế bào astroglia C6; đáng chú ý hơn, các lớp tế bào đơn không thể phân biệt rõ ràng giữa các chất thử xuyên tế bào và xuyên khe tế bào, với hệ số thấm của propranolol và sucrose chỉ khác biệt rất nhỏ [2]. Các tác giả kết luận rằng phương pháp này không phù hợp để đánh giá tính thấm xuyên nội mô, song vẫn có giá trị trong các nghiên cứu về cơ chế vận chuyển qua hàng rào máu não (BBB). Do đó, dữ liệu về tính thấm thu được từ hệ thống này cần được diễn giải một cách thận trọng và, nếu có thể, nên được bổ sung bằng các hệ thống nuôi cấy hỗn hợp hoặc xác nhận trên cơ thể sống.

Cấu trúc của chính các khớp chặt cũng là một điểm yếu liên quan. Song và Pachter đã so sánh bEnd.3 với các tế bào nội mô vi mạch não chuột nguyên phát mới được tinh chế và phát hiện rằng, trong khi các tế bào nguyên phát tập trung claudin-5, occludin và ZO-1 dọc theo các ranh giới tế bào và phân chia occludin và ZO-1 với khung xương tế bào kháng chất tẩy rửa, thì các tế bào bEnd.3 lại thể hiện sự phân bố lan tỏa của occludin và ZO-1 trong tế bào chất và giữ lại các protein này chủ yếu trong phần hòa tan. [5]. Do đó, việc biểu hiện một protein liên kết chặt chẽ trong bEnd.3 bản thân nó không đồng nghĩa với việc quá trình hình thành liên kết diễn ra chính xác.

Bản chất biến đổi của bEnd.3, xuất phát từ sự biểu hiện của gen ung thư mT, cũng có thể gây ra các hiện tượng biểu hiện không có ở nội mô não bình thường. Hoạt tính phân giải protein tăng cao — một đặc điểm đặc trưng của các tế bào u nội mô biểu hiện gen mT [1] — và sự biểu hiện của các dấu ấn bạch huyết như LYVE-1 và VEGFR-3 cho thấy dòng tế bào này không tái tạo hoàn toàn được mô nội mô mạch máu bình thường [3]. Ngoài ra, giới tính của tế bào hiến tặng trong dòng tế bào này không được xác định, điều này hạn chế khả năng áp dụng các kết quả nghiên cứu vào các vấn đề nghiên cứu được phân tầng theo giới tính. Những yếu tố này không làm giảm giá trị của dòng tế bào này, nhưng chúng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu rõ bối cảnh sinh học cụ thể của nó.

Xem thông số kỹ thuật đầy đủ và đặt hàng

Ứng dụng

Mô phỏng hàng rào máu-não và đột quỵ thiếu máu cục bộ

Ứng dụng nổi bật nhất của bEnd.3 là làm mô hình in vitro của hàng rào máu-não trong điều kiện thiếu máu cục bộ và sau thiếu máu cục bộ. Koto và các đồng nghiệp đã chứng minh rằng tình trạng thiếu oxy (1% O₂) làm thay đổi vị trí và mức độ protein của claudin-5 trong các lớp đơn bEnd.3, gây ra sự giảm đáng kể điện trở xuyên nội mô, đồng thời xác nhận sự mất claudin-5 tương ứng trong nội mô vi mạch võng mạc in vivo [6]. Điều này đã thiết lập mối liên hệ về cơ chế giữa quá trình tái cấu trúc các khớp nối chặt chẽ và sự phá vỡ hàng rào trong tình trạng thiếu oxy thần kinh, đồng thời xác định bEnd.3 là một hệ thống dễ kiểm soát để nghiên cứu các sự kiện phân tử cơ bản dẫn đến sự thất bại của hàng rào máu-não (BBB) trong đột quỵ.

Một nghiên cứu thường được trích dẫn của Kim và các cộng sự đã sử dụng dòng tế bào này làm mô hình BBB in vitro, được phơi nhiễm với tình trạng thiếu oxy-glucose (OGD) để mô phỏng tình trạng thiếu máu cục bộ. 18 giờ OGD gây ra rối loạn chức năng tế bào, tăng tính thấm, phân hủy occludin và kích hoạt các con đường tự thực, với occludin bị phân hủy đồng định vị với các tự thực bào thiếu máu cục bộ; cả sự mất occludin và sự thay đổi tính thấm đều giảm đáng kể nhờ chất ức chế tự thực 3-methyladenine. Các thay đổi phân tử tương tự và sự đảo ngược của chúng bởi 3-methyladenine sau đó đã được tái hiện trên các mao mạch não của chuột bị tắc động mạch não giữa [7]. Công trình này đã thiết lập một khung cơ chế liên kết dòng tự thực với sự mất protein liên kết chặt chẽ và cung cấp những hiểu biết quan trọng về bệnh lý đột quỵ.

Nghiên cứu bổ sung đã chứng minh rằng agmatine làm giảm biểu hiện của metalloproteinase ma trận-2 và -9 trong các tế bào nội mô não — bao gồm cả bEnd.3 — bị tổn thương do thiếu oxy và thiếu glucose (OGD) kết hợp tái tưới máu, trong đó sự giảm biểu hiện của MMP-9 diễn ra song song với sự tăng biểu hiện của eNOS và duy trì sự giải phóng oxit nitric, từ đó đưa ra một cơ chế bảo vệ thần kinh tiềm năng liên quan đến chấn thương não và tổn thương do tái tưới máu [8]. Các nghiên cứu về quá trình apoptosis do Ang II trung gian còn cho thấy rằng hyperoside bảo vệ các tế bào bEnd.3 và duy trì tính toàn vẹn của lớp đơn BBB trong ống nghiệm, tác động lên JAM-A, claudin-5, ZO-1, caveolin-1 và Mfsd2a, đồng thời gợi ý các hướng điều trị để bảo vệ mạch máu não [9]. Nghiên cứu về sự biểu hiện quá mức của circLphn3 trong các tế bào bEnd.3 cũng nhấn mạnh vai trò của RNA không mã hóa trong việc duy trì biểu hiện protein của các khớp nối chặt chẽ — bao gồm ZO-1, ZO-2 và occludin — sau chấn thương sọ não, trong đó circLphn3 đóng vai trò như một “miếng bọt biển phân tử” đối với miR-185-5p [10].

Viêm thần kinh, độc tính nội mô và bệnh Alzheimer

Tế bào bEnd.3 đã được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu tín hiệu viêm tại nội mô mạch máu não. Jeong và các cộng sự đã chỉ ra rằng cadmium — một kim loại nặng phổ biến tích tụ bên ngoài hàng rào máu-não (BBB) — kích thích biểu hiện ICAM-1 trong các tế bào bEnd.3 thông qua việc kích hoạt NF-κB do quá trình phosphoryl hóa tyrosine của IκBα chứ không phải do sự phân hủy của nó, từ đó cung cấp cơ sở cơ chế cho độc tính mạch máu não do cadmium gây ra [11]. Tương tự, Zhang và các đồng nghiệp đã báo cáo rằng protein phản ứng C (CRP) ở nồng độ 1–75 mg/L làm tăng biểu hiện ICAM-1 và VCAM-1 cũng như rò rỉ LDH trong các tế bào bEnd.3, cho thấy vai trò trực tiếp của protein pha cấp tính này trong tổn thương hàng rào máu não (BBB) trong đột quỵ thiếu máu cục bộ [12].

Độc tính nội mô do thuốc trừ sâu gây ra cũng đã được nghiên cứu trên dòng tế bào này. Jung và các cộng sự đã chứng minh rằng N-nitrosocarbofuran, chất chuyển hóa nitroso của thuốc trừ sâu carbamate carbofuran, gây ra quá trình apoptosis trong các tế bào bEnd.3 thông qua các con đường truyền tín hiệu MAP kinase, trong đó con đường ERK đóng vai trò chủ đạo trong quá trình chết tế bào [13]. Tsai và các cộng sự đã nghiên cứu độc tính tế bào do lysophosphatidylcholine gây ra trên các tế bào bEnd.3; họ xác định nguyên nhân gây chết tế bào là do quá tải canxi trong tế bào chất, mất điện thế màng ty thể, sự hoạt hóa p38 và sự hoạt hóa caspase-3 — đáng chú ý là không có sự hình thành các gốc tự do oxy — và xác định heparin là chất bảo vệ hoạt động ở giai đoạn hạ lưu của p38 [14]. Các nghiên cứu gần đây về điều trị bằng florfenicol đã ghi nhận quá trình tái cấu trúc F-actin qua trung gian ROCK/cofilin góp phần làm giảm sự tăng sinh và di chuyển trong các tế bào nội mô bEnd.3 [15].

Trong lĩnh vực nghiên cứu bệnh Alzheimer, các tế bào bEnd.3 đã được sử dụng làm mô hình cho sự phá vỡ hàng rào máu-não (BBB) do peptide amyloid beta gây ra. Chan và các cộng sự đã chỉ ra rằng những thay đổi trong quá trình tự thực bào ở các tế bào bEnd.3 do oligomer Aβ gây ra đã bị ức chế bởi RNA can thiệp nhỏ (siRNA) nhắm vào RAGE, liên kết tín hiệu RAGE thông qua trục CaMKKβ/AMPK/mTOR với tổn thương phụ thuộc tự thực của các protein khung kết nối chặt chẽ ZO-1, occludin và claudin-5 [16]. Bên cạnh đó, polyphenol từ hạt vải đã được chứng minh là bảo vệ tính toàn vẹn của BBB bằng cách ức chế sự hoạt hóa inflammasome NLRP3 do Aβ(25–35) gây ra thông qua con đường tự thực tế do AMPK/mTOR/ULK1 điều hòa trong tế bào bEnd.3, với kết quả được xác nhận trên chuột chuyển gen APP/PS1 — một nghiên cứu đã góp phần làm sáng tỏ sự tương tác giữa tự thực và inflammasome tại giao diện thần kinh-mạch máu [17]. Kỹ thuật điều biến quang sinh học cũng đã được nghiên cứu trong bối cảnh tương tự: Ma và các đồng nghiệp đã sử dụng các tế bào bEnd.3 được kích thích bằng LPS cùng với chuột APP/PS1 để chứng minh rằng liệu pháp tia hồng ngoại gần cải thiện quá trình chuyển hóa năng lượng của ty thể, tăng biểu hiện của occludin, claudin-5 và ZO-1, đồng thời bảo vệ tính toàn vẹn của hàng rào theo cơ chế phụ thuộc vào AMPK [18].

Sự hình thành mạch máu và tín hiệu mạch máu

bEnd.3 đã chứng tỏ là nguồn thông tin quý giá trong các nghiên cứu về tín hiệu tạo mạch. Yue và các đồng nghiệp đã sử dụng microarray cDNA để phân tích biểu hiện gen tạo mạch trong các tế bào bEnd.3 được điều trị bằng yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (bFGF), xác định sự tăng biểu hiện của các gen thúc đẩy tạo mạch bao gồm ADAMTS1, MMP-9, angiopoietin-1, PDGF-B và G-CSF, sự giảm biểu hiện của các gen ức chế hình thành mạch như TIMP-2 và TSP-3, cũng như sự kích hoạt cyclooxygenase-2 (COX-2) ở cả mức mRNA và protein [19]. Phương pháp phân tích năng suất cao này đã khẳng định bEnd.3 là một nền tảng thuận tiện để phân tích hình ảnh tạo mạch ở quy mô toàn bộ bộ gen.

Các phản ứng tạo mạch do thiếu oxy cũng đã được lập bản đồ bằng cách sử dụng tế bào bEnd.3. Zhu và các cộng sự đã chứng minh rằng tình trạng thiếu oxy làm tăng biểu hiện mRNA và protein của endoglin (CD105) trong tế bào bEnd.3 thông qua việc kích hoạt p38 MAPK; các chất ức chế con đường này — cùng với MKK3 dạng ức chế — đã ức chế sự kích hoạt endoglin [20]. Vì endoglin bị đột biến trong bệnh telangiectasia xuất huyết di truyền và được tăng biểu hiện trong quá trình tạo mạch máu tích cực, những phát hiện này đã liên kết tín hiệu MAPK nhạy cảm với thiếu oxy với quá trình tái cấu trúc mạch máu bệnh lý. Li và các cộng sự còn chỉ ra rằng thiếu oxy làm tăng hoạt tính của CD73 (ecto-5'-nucleotidase), mRNA và protein trong các tế bào bEnd.3 theo thời gian, trong khi quá trình tái oxy hóa ban đầu đã đảo ngược sự kích thích này trước khi CD73 tăng trở lại khi quá trình tái oxy hóa kéo dài — cho thấy sự tạo ra adenosine là một cơ chế bảo vệ thần kinh trong quá trình thiếu máu cục bộ-tái tưới máu [21].

Tín hiệu angiopoietin đã được nghiên cứu sâu rộng bằng cách sử dụng bEnd.3 làm hệ thống mô hình. Shi và các cộng sự đã thiết lập một mô hình apoptosis không có huyết thanh trên tế bào bEnd.3 và chứng minh rằng angiopoietin-1 ức chế quá trình apoptosis của tế bào nội mô vi mạch thông qua cơ chế liên quan đến việc giảm Bax, tăng Bcl-2 và giảm sự giải phóng cytochrome C từ ty thể vào tế bào chất [22]. Perry và các cộng sự đã mở rộng nghiên cứu sinh học angiopoietin sang lĩnh vực u mạch máu, chứng minh sự kích hoạt cấu trúc của thụ thể Tie-2 trong u mạch máu ở trẻ sơ sinh và sử dụng tế bào bEnd.3 làm hệ thống mô hình u mạch máu ở chuột, trong đó việc ức chế dược lý sản xuất angiopoietin-2 gần như loại bỏ hoàn toàn sự phát triển của khối u trong cơ thể sống [23].

eNOS, Connexins và Chức năng nội mô

Sinh học của enzym tổng hợp oxit nitric nội mô (eNOS) đã được mô tả rất chi tiết trong các tế bào bEnd.3. Govers và các cộng sự đã sử dụng kính hiển vi miễn dịch huỳnh quang để chỉ ra rằng sự phân bố của eNOS tại màng tế bào phụ thuộc quyết định vào tiếp xúc tế bào-tế bào, với sự tập trung mạnh tại các vị trí tiếp xúc giữa các tế bào, có mẫu phân bố tương tự như của PECAM-1 hơn là của VE-cadherin hoặc plakoglobin, và hoạt tính của eNOS cao hơn ở lớp đơn bào dày đặc so với lớp đơn bào chưa dày đặc, mặc dù mức biểu hiện không thay đổi [24]. Sự kết hợp không gian giữa vị trí phân bố và hoạt tính của eNOS đã làm nổi bật bEnd.3 như một mô hình lý tưởng để nghiên cứu sâu hơn bối cảnh sinh lý của nội mô dày đặc.

Bevers và các đồng nghiệp đã nghiên cứu sự tách rời eNOS trong các tế bào bEnd.3, vốn biểu hiện eNOS ở mức cao hơn hai bậc so với dòng tế bào nội mô đối chứng, đồng thời thiếu iNOS và nNOS. Họ phát hiện ra rằng việc bổ sung tetrahydrobiopterin (BH4) làm tăng sản xuất NO và giảm sự hình thành các gốc tự do oxy (ROS), trong khi việc bổ sung thêm L-arginine lại làm tăng thêm lượng ROS do VEGF gây ra — điều này cho thấy rằng sự thiếu hụt tương đối của BH4, chứ không phải sự sẵn có của arginine, là yếu tố chính gây ra hiện tượng mất liên kết trong bối cảnh này [25]. Kết quả này có liên quan trực tiếp đến các biến chứng mạch máu của các tình trạng như tăng huyết áp và xơ vữa động mạch, trong đó sự biểu hiện quá mức eNOS kéo dài có thể nghịch lý là thúc đẩy stress oxy hóa.

Giao tiếp qua khe nối do connexin trung gian cũng đã được nghiên cứu trên tế bào bEnd.3. Kwak và các đồng nghiệp đã so sánh biểu hiện connexin và sự kết nối giữa các tế bào trước và sau khi gây tổn thương cơ học trên lớp đơn bEnd.3, quan sát thấy sự tăng biểu hiện Cx43 và giảm biểu hiện Cx37 tại vị trí tổn thương do vết thương gây ra, trong khi Cx40 không bị ảnh hưởng [26]. Việc chuyển gen ổn định với các chất ức chế connexin âm tính trội đã kéo dài thời gian cần thiết để vết thương lành hẳn khoảng 50% mà không làm thay đổi sự tăng sinh, di chuyển của tế bào đơn lẻ hoặc hoạt động phân giải protein, từ đó xác lập vai trò cụ thể của giao tiếp qua khe nối trong quá trình phối hợp sửa chữa vết thương của tế bào nội mô.

Sự tiết yếu tố dinh dưỡng thần kinh và ứng dụng trong tế bào gốc

Các tế bào bEnd.3 tiết ra các yếu tố thần kinh có tác dụng lên môi trường vi mô thần kinh xung quanh. Wang và các đồng nghiệp đã chứng minh rằng yếu tố thần kinh có nguồn gốc từ não (BDNF) được biểu hiện và giải phóng bởi các tế bào bEnd.3, với cả tình trạng thiếu oxy kéo dài và gián đoạn đều kích thích sự tiết BDNF — trong đó thiếu oxy gián đoạn là kích thích mạnh hơn [27]. Sự giải phóng BDNF do thiếu oxy gây ra đã bị ức chế một phần bởi N-acetyl-L-cysteine và bởi một chất bắt chước superoxide dismutase, cho thấy sự tham gia của các gốc tự do oxy trong tín hiệu thần kinh do thiếu oxy điều khiển, và đòi hỏi sự giải phóng canxi từ các kho dự trữ nội bào. Những phát hiện này đã khẳng định nội mô vi mạch máu não là một yếu tố tích cực tham gia vào sự sống còn của tế bào thần kinh, chứ không chỉ đơn thuần là một rào cản thụ động.

Đáng chú ý nhất, Joubin và các đồng nghiệp đã chứng minh rằng các tế bào bEnd.3 duy trì các tế bào gốc đa năng của con người ở trạng thái chưa biệt hóa, tiết ra một hoạt chất hòa tan mô phỏng môi trường đặc thù do các tế bào sợi phôi chuột cung cấp [4]. Các tác giả còn chứng minh rằng các tế bào bEnd.3 có thể được biến đổi gen để biểu hiện các chất báo hiệu huỳnh quang hoặc gen kháng thuốc, tạo ra các lớp tế bào nuôi cấy được thiết kế riêng cho nuôi cấy tế bào gốc — một ứng dụng mở rộng đáng kể tính hữu dụng của dòng tế bào này vượt ra ngoài phạm vi nghiên cứu nội mô cổ điển.

Kết luận

bEnd.3 vẫn là một trong những dòng tế bào linh hoạt và hiệu quả nhất trong nghiên cứu thần kinh mạch máu và hàng rào máu não (BBB). Từ việc mô phỏng đột quỵ thiếu máu cục bộ và tổn thương do tái tưới máu đến việc phân tích tín hiệu eNOS, quá trình lành vết thương do connexin trung gian, biểu hiện gen tạo mạch và sự gián đoạn liên kết chặt chẽ do tự thực, dòng tế bào nội mô vi mạch não chuột này đã đóng góp những hiểu biết sâu sắc trên nhiều lĩnh vực y sinh học. Khả năng ứng dụng của nó vào các vấn đề liên quan đến bệnh Alzheimer, chấn thương não và sàng lọc các chất bảo vệ thần kinh càng củng cố vị trí của nó trong bộ công cụ nghiên cứu thần kinh học — miễn là độ kín của hàng rào hạn chế và kiểu hình biến đổi của nó được tính đến trong thiết kế thí nghiệm. Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm một mô hình nội mô và vận chuyển qua hàng rào máu não (BBB) in vitro được đặc trưng rõ ràng, có thể tái tạo và dễ thao tác trong thí nghiệm được khuyến khích khám phá dòng tế bào Bend.3 có sẵn tại cytion.com, nơi cung cấp đầy đủ thông số kỹ thuật sản phẩm và thông tin đặt hàng.

Các công bố chính

1. Montesano R, Pepper MS, Möhle-Steinlein U, et al. (1990) Hoạt tính proteolytic tăng cao là nguyên nhân gây ra hành vi hình thái bất thường của các tế bào nội mô biểu hiện gen ung thư T trung gian. Cell 62:435–445. PMID: 2379237
2. Omidi Y, Campbell L, Barar J, và cộng sự. (2003) Đánh giá dòng tế bào nội mô mao mạch não chuột bất tử hóa, b.End3, như một mô hình hàng rào máu-não in vitro để nghiên cứu sự hấp thu và vận chuyển thuốc. Brain Research 990:95–112. PMID: 14568334
3. Yuen D, Leu R, Tse J, và cộng sự. (2014) Đặc trưng mới của các tế bào bEnd.3 biểu hiện thụ thể hyaluronan-1 của nội mô mạch bạch huyết. Lymphology 47:73–81. PMID: 25282873
4. Joubin K, Richardson A, Novoa N, và cộng sự. (2012) Dòng tế bào nội mô bEnd.3 duy trì tế bào gốc đa năng của người. Stem Cells and Development 21:2312–2321. PMID: 22224974
5. Song L, Pachter JS (2003) Nuôi cấy tế bào nội mô vi mạch não chuột duy trì sự biểu hiện và liên kết với bộ khung tế bào của các protein liên quan đến khớp nối chặt chẽ. In Vitro Cellular & Developmental Biology. Animal 39:313–320. PMID: 14613336
6. Koto T, Takubo K, Ishida S, và cộng sự. (2007) Tình trạng thiếu oxy làm rối loạn chức năng hàng rào của các mạch máu thần kinh thông qua những thay đổi trong biểu hiện của claudin-5 ở các tế bào nội mô. Tạp chí American Journal of Pathology 170:1389–1397. PMID: 17392177
7. Kim KA, Kim D, Kim JH, và cộng sự. (2020) Sự phân hủy occludin qua quá trình tự thực góp phần làm gián đoạn hàng rào máu-não trong quá trình thiếu máu cục bộ ở các tế bào nội mô não bEnd.3 và các mô hình đột quỵ do thiếu máu cục bộ ở chuột. Chất lỏng và Hàng rào của Hệ thần kinh trung ương 17:21. PMID: 32169114
8. Yang MZ, Mun CH, Choi YJ, và cộng sự. (2007) Agmatine ức chế metalloproteinase ma trận-9 thông qua enzym tổng hợp oxit nitric nội mô trong tế bào nội mô não. Neurological Research 29:749–754. PMID: 17588309
9. Xie YY, Lu YW, Yu GR (2022) Tác dụng bảo vệ của hyperoside đối với quá trình apoptosis do Ang II gây ra ở tế bào bEnd.3 và tổn thương mô hình hàng rào máu não trong ống nghiệm. BMC Complementary Medicine and Therapies 22:157. PMID: 35698113
10. Cheng YQ, Wu CR, Du MR, và cộng sự. (2022) CircLphn3 bảo vệ hàng rào máu-não trong chấn thương sọ não. Neural Regeneration Research 17:812–818. PMID: 34472480
11. Jeong EM, Moon CH, Kim CS, và cộng sự. (2004) Cadmium kích thích sự biểu hiện của ICAM-1 thông qua việc kích hoạt NF-kappaB trong các tế bào nội mô mạch máu não. Biochemical and Biophysical Research Communications 320:887–892. PMID: 15240131
12. Zhang J, Rui YC, Yang PY, và cộng sự. (2006) Protein C-reactive gây ra sự biểu hiện của các phân tử kết dính trong các tế bào nội mô vi mạch máu não nuôi cấy. Life Sciences 78:2983–2988. PMID: 16412476
13. Jung YS, Kim CS, Park HS, và cộng sự. (2003) N-nitrosocarbofuran gây ra quá trình apoptosis ở các tế bào nội mô mạch máu não chuột (bEnd.3). Tạp chí Khoa học Dược lý 93:489–495. PMID: 14737022
14. Tsai TY, Leong IL, Cheng KS, và cộng sự. (2019) Tác dụng gây độc tế bào do lysophosphatidylcholine gây ra và tác dụng bảo vệ của heparin trên các tế bào nội mô bEND.3 não chuột. Tạp chí Dược lý Học Cơ bản và Lâm sàng 33:52–62. PMID: 29974515
15. Hu D, Shen Z, Hou X, và cộng sự. (2025) Sự tái cấu trúc actin qua trung gian ROCK góp phần làm giảm sự tăng sinh và di chuyển của các tế bào nội mô bEnd.3 được điều trị bằng florfenicol. Tạp chí Độc tính Hóa sinh và Phân tử 39:e70453. PMID: 40826991
16. Chan Y, Chen W, Chen Y, và cộng sự. (2020) Công thức Yi-Zhi-Fang-Dai phát huy tác dụng bảo vệ đối với tổn thương các protein khung kết nối chặt chẽ (tight junction) trong ống nghiệm và trên cơ thể sống bằng cách điều hòa quá trình tự thực bào thông qua việc điều chỉnh con đường RAGE/CaMKKβ/AMPK/mTOR. Tạp chí Biological & Pharmaceutical Bulletin 43:1847–1858. PMID: 33268702
17. Xiong R, Zhou XG, Tang Y, và cộng sự. (2021) Polyphenol từ hạt vải thiều bảo vệ hàng rào máu-não bằng cách ức chế sự kích hoạt inflammasome NLRP3 do Aβ(25-35) gây ra thông qua quá trình tự thực tế do AMPK/mTOR/ULK1 điều hòa trong tế bào bEnd.3 và chuột APP/PS1. Tạp chí Nghiên cứu Dược liệu 35:954–973. PMID: 32893437
18. Ma C, Ye Y, Shi X, và cộng sự. (2025) Photobiomodulation làm giảm sự rối loạn hàng rào máu-não trong mô hình chuột APP/PS1 mắc bệnh Alzheimer bằng cách kích hoạt con đường AMPK. Alzheimer’s Research & Therapy 17:141. PMID: 40551167
19. Yue F, Zhang GP, Jin HM (2006) Tác động của yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (bFGF) lên sự biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình tạo mạch máu và cyclooxygenase-2 trong các tế bào nội mô vi mạch não. Tạp chí Sinh lý học Trung Quốc 58:124–128. PMID: 16628358
20. Zhu Y, Sun Y, Xie L, và cộng sự. (2003) Sự kích hoạt endoglin do thiếu oxy thông qua các kinase hoạt hóa bởi mitogen (MAPK) trong tế bào nội mô mạch máu não vi mô của chuột. Tạp chí Đột quỵ 34:2483–2488. PMID: 12947156
21. Li X, Zhou T, Zhi X, và cộng sự. (2006) Ảnh hưởng của thiếu oxy/tái oxy hóa đối với CD73 (ecto-5'-nucleotidase) trong các dòng tế bào nội mô mạch máu vi mô của chuột. Microvascular Research 72:48–53. PMID: 16828810
22. Shi LG, Zhang GP, Jin HM (2006) Ức chế quá trình apoptosis của tế bào nội mô mạch máu vi mô bởi angiopoietin-1 và sự tham gia của cytochrome C. Tạp chí Y học Trung Quốc 119:725–730. PMID: 16701012
23. Perry BN, Govindarajan B, Bhandarkar SS, và cộng sự (2006) Việc ức chế dược lý angiopoietin-2 có hiệu quả đối với các mô hình u mạch máu ở chuột. Tạp chí Da liễu Th sperimental 126:2316–2322. PMID: 16741507
24. Govers R, Bevers L, de Bree P, và cộng sự. (2002) Hoạt động của enzym tổng hợp oxit nitric nội mô (eNOS) liên quan đến sự hiện diện của nó tại các điểm tiếp xúc tế bào-tế bào. Tạp chí Hóa sinh 361:193–201. PMID: 11772391
25. Bevers LM, Braam B, Post JA, và cộng sự. (2006) Tetrahydrobiopterin, chứ không phải L-arginine, làm giảm sự tách rời của enzyme tổng hợp NO ở các tế bào biểu hiện mức cao của enzyme tổng hợp NO nội mô. Tạp chí Tăng huyết áp 47:87–94. PMID: 16344367
26. Kwak BR, Pepper MS, Gros DB, và cộng sự. (2001) Ức chế quá trình phục hồi vết thương nội mô bởi các chất ức chế connexin dạng ức chế chủ đạo. Molecular Biology of the Cell 12:831–845. PMID: 11294890
27. Wang H, Ward N, Boswell M, và cộng sự. (2006) Sự tiết yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não (BDNF) từ các tế bào nội mô vi mạch não. Tạp chí Thần kinh học Châu Âu 23:1665–1670. PMID: 16553631