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)科學研究的重點是研究中樞神經(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簽或探針可視化細胞或組織內(nèi)的特定分子或結(jié)構(gòu)。

　　在細胞和分子神經(jīng)生物學中，免疫熒光檢測（例如，免疫細胞化學、免疫組織化學和原位雜交）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，可以可視化細胞結(jié)構(gòu)和成分的位置和相互作用。幾乎每個細胞生物學實驗室都可以輕松建立說明和工作流程。

　　多重熒光（同時對多種蛋白質(zhì)進行染色）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、活細胞成像

　　活細胞成像是一種強大的工具，可以實時可視化生理條件下的細胞過程。

　　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)細胞過程發(fā)生變化。這些改變的過程會導致大腦中蛋白質(zhì)運輸和分類功能失調(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。

　　活細胞成像允許在生理條件下實時跟蹤這些動態(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)炎癥以及腦癌的進展過程。

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

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

　　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養(yǎng)的血管形成的分子。

　　05、流動條件下的細胞培養(yǎng)

　　流動條件下的細胞培養(yǎng)是一種體外方法，用于模擬血管/淋巴管的生理條件，并研究流體流動對內(nèi)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。

　　流動下的細胞培養(yǎng)使研究人員能夠在受控環(huán)境中研究機械力對內(nèi)皮腦血管細胞和 BBB 的影響。通過使內(nèi)皮細胞 (EC) 經(jīng)受流體流動，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。