神經(jīng)系統(tǒng)疾病會影響整個神經(jīng)系統(tǒng)，它會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(tǒng) (CNS) 和周圍神經(jīng)系統(tǒng) (PNS) 的功能和組織，以了解神經(jīng)過程并開發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病和病癥的生物標(biāo)志物和療法。在本篇文章中，我們將介紹 5 種基于細(xì)胞的體外試驗(yàn)方法來研究神經(jīng)系統(tǒng)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(biāo)簽或探針可視化細(xì)胞或組織內(nèi)的特定分子或結(jié)構(gòu)。

　　在細(xì)胞和分子神經(jīng)生物學(xué)中，免疫熒光檢測（例如，免疫細(xì)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)空間組織的重要見解。此外，標(biāo)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(xì)胞結(jié)構(gòu)和成分的位置和相互作用。幾乎每個細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室都可以輕松建立說明和工作流程。

　　多重?zé)晒猓ㄍ瑫r對多種蛋白質(zhì)進(jìn)行染色）甚至可以同時顯示不同的分子，這對于破譯蛋白質(zhì)的相互作用非常有用，例如，在神經(jīng)信號過程中。

　　02、活細(xì)胞成像

　　活細(xì)胞成像是一種強(qiáng)大的工具，可以實(shí)時可視化生理?xiàng)l件下的細(xì)胞過程。

　　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(nèi)的動態(tài)細(xì)胞過程發(fā)生變化。這些改變的過程會導(dǎo)致大腦中蛋白質(zhì)運(yùn)輸和分類功能失調(diào)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)揮重要作用的動態(tài)過程的示例。

　　活細(xì)胞成像允許在生理?xiàng)l件下實(shí)時跟蹤這些動態(tài)過程 ( 見下方視頻Mov. 1 )。

　　03、遷移和趨化性測定

　　細(xì)胞遷移和趨化性是神經(jīng)系統(tǒng)的基本過程，在各種神經(jīng)疾病的病理生理學(xué)中起著重要作用。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)展過程。

　　通過在活細(xì)胞成像期間跟蹤單個細(xì)胞或通過將無細(xì)胞間隙引入細(xì)胞群并觀察細(xì)胞覆蓋區(qū)域的變化，可以在單細(xì)胞水平上研究細(xì)胞遷移動力學(xué)隨著時間的推移，間隙閉合。

　　趨化性是細(xì)胞響應(yīng)化學(xué)信號的定向運(yùn)動。體外趨化性測定允許對細(xì)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)鍵過程。血管生成需要一系列由缺氧引發(fā)的細(xì)胞事件。

　　管形成試驗(yàn)（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發(fā)促進(jìn)急性腦損傷后血管再生的療法（應(yīng)用示例 5），或表征抑制為腦腫瘤提供營養(yǎng)的血管形成的分子。

　　05、流動條件下的細(xì)胞培養(yǎng)

　　流動條件下的細(xì)胞培養(yǎng)是一種體外方法，用于模擬血管/淋巴管的生理?xiàng)l件，并研究流體流動對內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的機(jī)械力（剪切應(yīng)力）的影響。該技術(shù)已被用于包括神經(jīng)科學(xué)在內(nèi)的各個研究領(lǐng)域，以研究神經(jīng)血管功能和神-經(jīng)病理學(xué)。

　　流動下的細(xì)胞培養(yǎng)使研究人員能夠在受控環(huán)境中研究機(jī)械力對內(nèi)皮腦血管細(xì)胞和 BBB 的影響。通過使內(nèi)皮細(xì)胞 (EC) 經(jīng)受流體流動，研究人員可以模擬 BBB 的生理?xiàng)l件，并深入了解其功能和功能障礙的潛在機(jī)制。