Development of a nanomaterial bio-screening platform for neurological applications.
Development of a nanomaterial bio-screening platform for neurological applications.
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开发用于神经学应用的纳米材料生物筛选平台。
DOI：
10.1016/j.nano.2014.07.010
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jenkins SI
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Jenkins SI
纳米颗粒平台正在被深入研究用于神经学应用。目前用于鉴定临床相关材料的生物模型具有重大局限性，例如活体动物实验的技术/伦理问题、无法复制神经细胞多样性、对细胞化学计量的控制有限以及再现性差。需要高通量神经模拟筛选系统来解决这些挑战。我们描述了一种先进的多细胞神经模型，包括中枢神经系统（CNS）的主要非神经元/神经胶质细胞，显示占CNS纳米颗粒摄取的~99.5%。该模型为神经纳米材料测试提供了关键优势，同时减少了动物用途：所有细胞类型的一个主要来源和培养基，标准化的生物分子冠形成和确定/可重复的细胞化学计量。使用动态延时成像，我们实时证明了小胶质细胞（神经免疫细胞）大大限制了其他神经亚型的颗粒摄取（与体内纳米颗粒注射后的尸检观察平行），作者描述了一种先进的多细胞神经模型，包括主要的非神经元/神经元细胞，中枢神经系统的神经胶质细胞，显示占CNS纳米颗粒摄取的约99.5%。他们证明，这种新模型为神经纳米材料测试提供了关键优势，同时减少了对实验动物的需求。
Nanoparticle platforms are being intensively investigated for neurological applications. Current biological models used to identify clinically relevant materials have major limitations,e.g.technical/ethical issues with live animal experimentation, failure to replicate neural cell diversity, limited control over cellular stoichiometries and poor reproducibility. High-throughput neuro-mimetic screening systems are required to address these challenges. We describe an advanced multicellular neural model comprising the major non-neuronal/glial cells of the central nervous system (CNS), shown to account for ~99.5% of CNS nanoparticle uptake. This model offers critical advantages for neuro-nanomaterials testing while reducing animal use: one primary source and culture medium for all cell types, standardized biomolecular corona formation and defined/reproducible cellular stoichiometry. Using dynamic time-lapse imaging, we demonstrate in real-time that microglia (neural immune cells) dramatically limit particle uptake in other neural subtypes (paralleling post-mortem observations after nanoparticle injectionin vivo), highlighting the utility of the system in predicting neural handling of biomaterials.From the Clinical EditorThe authors describe an advanced multicellular neural model comprising the major non-neuronal/glial cells of the central nervous system, shown to account for approximately 99.5% of CNS nanoparticle uptake. They demonstrate that this novel model offers critical advantages for neuro-nanomaterials testing, while reducing the need for experimental animals.
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