神經(jīng)系統疾病會(huì )影響整個(gè)神經(jīng)系統，它會(huì )由許多不同的因素引起；但神經(jīng)科學(xué)研究的重點(diǎn)是研究中樞神經(jīng)系統 (CNS) 和周?chē)窠?jīng)系統 (PNS) 的功能和組織，以了解神經(jīng)過(guò)程并開(kāi)發(fā)神經(jīng)系統疾病和病癥的生物標志物和療法。在本篇文章中，我們將介紹 5 種基于細胞的體外試驗方法來(lái)研究神經(jīng)系統狀況和疾病。

　　01、熒光顯微鏡檢測

　　免疫熒光和熒光原位雜交 (FISH) 等熒光顯微鏡檢測用于使用熒光標簽或探針可視化細胞或組織內的特定分子或結構。

　　在細胞和分子神經(jīng)生物學(xué)中，免疫熒光檢測（例如，免疫細胞化學(xué)、免疫組織化學(xué)和原位雜交）可用于獲得對大腦和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )空間組織的重要見(jiàn)解。此外，標記蛋白質(zhì)、DNA 和 RNA 可以可視化它們在這些網(wǎng)絡(luò )中的功能角色，并可以揭示過(guò)程是否中斷。免疫熒光是一種多功能、直接的方法，可以可視化細胞結構和成分的位置和相互作用。幾乎每個(gè)細胞生物學(xué)實(shí)驗室都可以輕松建立說(shuō)明和工作流程。

　　多重熒光（同時(shí)對多種蛋白質(zhì)進(jìn)行染色）甚至可以同時(shí)顯示不同的分子，這對于破譯蛋白質(zhì)的相互作用非常有用，例如，在神經(jīng)信號過(guò)程中。

　　02、活細胞成像

　　活細胞成像是一種強大的工具，可以實(shí)時(shí)可視化生理條件下的細胞過(guò)程。

　　阿爾茨海默氏癥或多發(fā)性硬化癥 (MS) 等神經(jīng)退行性疾病的特征是大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )內的動(dòng)態(tài)細胞過(guò)程發(fā)生變化。這些改變的過(guò)程會(huì )導致大腦中蛋白質(zhì)運輸和分類(lèi)功能失調以及蛋白質(zhì)聚集。神經(jīng)遷移、趨化性和血管生成也是在神經(jīng)健康和疾病中發(fā)揮重要作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程的示例。

　　活細胞成像允許在生理條件下實(shí)時(shí)跟蹤這些動(dòng)態(tài)過(guò)程 ( 見(jiàn)下方視頻Mov. 1 )。

　　03、遷移和趨化性測定

　　細胞遷移和趨化性是神經(jīng)系統的基本過(guò)程，在各種神經(jīng)疾病的病理生理學(xué)中起著(zhù)重要作用。例如，它們參與神經(jīng)發(fā)育、受傷后的神經(jīng)炎癥以及腦癌的進(jìn)展過(guò)程。

　　通過(guò)在活細胞成像期間跟蹤單個(gè)細胞或通過(guò)將無(wú)細胞間隙引入細胞群并觀(guān)察細胞覆蓋區域的變化，可以在單細胞水平上研究細胞遷移動(dòng)力學(xué)隨著(zhù)時(shí)間的推移，間隙閉合。

　　趨化性是細胞響應化學(xué)信號的定向運動(dòng)。體外趨化性測定允許對細胞向特定分子的遷移進(jìn)行定性和定量分析

　　04、管形成分析

　　血管發(fā)育（血管生成）是神經(jīng)健康和疾病的關(guān)鍵過(guò)程。血管生成需要一系列由缺氧引發(fā)的細胞事件。

　　管形成試驗（工作流程圖 4）是一種廣泛建立的體外方法，用于研究血管生成和尋找促進(jìn)或抑制血管生成的化合物。在神經(jīng)退行性研究中，管形成分析可用于開(kāi)發(fā)促進(jìn)急性腦損傷后血管再生的療法（應用示例 5），或表征抑制為腦腫瘤提供營(yíng)養的血管形成的分子。

　　05、流動(dòng)條件下的細胞培養

　　流動(dòng)條件下的細胞培養是一種體外方法，用于模擬血管/淋巴管的生理條件，并研究流體流動(dòng)對內皮細胞產(chǎn)生的機械力（剪切應力）的影響。該技術(shù)已被用于包括神經(jīng)科學(xué)在內的各個(gè)研究領(lǐng)域，以研究神經(jīng)血管功能和神-經(jīng)病理學(xué)。

　　流動(dòng)下的細胞培養使研究人員能夠在受控環(huán)境中研究機械力對內皮腦血管細胞和 BBB 的影響。通過(guò)使內皮細胞 (EC) 經(jīng)受流體流動(dòng)，研究人員可以模擬 BBB 的生理條件，并深入了解其功能和功能障礙的潛在機制。