Multiple paracrine factors regulate barrier properties of human brain capillary endothelial cells (BCECs). Understanding precise mode of action of these factors remains a challenging task because of the limited availability of functionally competent BCECs and use of serum-containing medium. In the present study we employed defined protocol for producing BCECs from human inducible pluripotent stem cells. We found that autocrine secretion of basic fibroblast growth factor (bFGF) is necessary for the establishment a tight BCECs barrier, as revealed by measurements of trans-endothelial electric resistance (TEER). In contrast, exogenous bFGF in concentrations exceeding 4 ng/ml inhibited TEER and proliferation of BCECs in a concentration-dependent manner. Exogenous bFGF did not significantly affect expression and distribution of tight junction proteins claudin-5, occludin and ZO-1. Treatment with FGF receptor blocker PD173074 (15 uM) suppressed inhibitory effects of bFGF and induced nuclear translocation of protein ZO-1. Inhibition of phosphoinositide 3-Kinase (PI-3K) with LY294002 (25 uM) significantly potentiated inhibitory effect of bFGF on TEER indicating that PI-3K signalling pathway partially suppress inhibitory effects of bFGF on TEER. In conclusion we show that autocrine bFGF secretion is necessary for the proper barrier function of BCECs, whereas exogenous bFGF suppresses barrier resistance in a concentration-dependent manner. Our findings demonstrate a dual role for bFGF in the regulation of BCEC barrier function.

中文翻译：

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bFGF浓度依赖性对偶性调节人脑内皮细胞屏障特性

多种旁分泌因子调节人脑毛细血管内皮细胞（BCEC）的屏障特性。由于功能强大的BCEC的可用性有限以及使用含血清的培养基，因此了解这些因素的确切作用方式仍然是一项艰巨的任务。在本研究中，我们采用定义的方案从人诱导型多能干细胞生产BCEC。我们发现，自分泌分泌的碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）对于建立紧密的BCEC屏障是必要的，如通过跨内皮电阻（TEER）的测量所揭示的。相反，浓度超过4 ng / ml的外源性bFGF以浓度依赖的方式抑制TEER和BCEC的增殖。外源性bFGF不会显着影响紧密连接蛋白claudin-5，occludin和ZO-1的表达和分布。用FGF受体阻滞剂PD173074（15 uM）处理可抑制bFGF的抑制作用并诱导蛋白ZO-1的核转运。用LY294002（25 uM）抑制磷酸肌醇3-激酶（PI-3K）显着增强了bFGF对TEER的抑制作用，表明PI-3K信号通路部分抑制了bFGF对TEER的抑制作用。总之，我们表明自分泌bFGF分泌对于BCEC的适当屏障功能是必需的，而外源性bFGF以浓度依赖性方式抑制屏障抵抗。我们的发现证明了bFGF在BCEC屏障功能调节中的双重作用。用FGF受体阻滞剂PD173074（15 uM）处理可抑制bFGF的抑制作用并诱导蛋白ZO-1的核转运。用LY294002（25 uM）抑制磷酸肌醇3-激酶（PI-3K）显着增强了bFGF对TEER的抑制作用，表明PI-3K信号通路部分抑制了bFGF对TEER的抑制作用。总之，我们表明自分泌bFGF分泌对于BCEC的适当屏障功能是必需的，而外源性bFGF以浓度依赖性方式抑制屏障抵抗。我们的发现证明了bFGF在BCEC屏障功能调节中的双重作用。用FGF受体阻滞剂PD173074（15 uM）处理可抑制bFGF的抑制作用并诱导蛋白ZO-1的核转运。用LY294002（25 uM）抑制磷酸肌醇3-激酶（PI-3K）显着增强了bFGF对TEER的抑制作用，表明PI-3K信号通路部分抑制了bFGF对TEER的抑制作用。总之，我们表明自分泌bFGF分泌对于BCEC的适当屏障功能是必需的，而外源性bFGF以浓度依赖性方式抑制屏障抵抗。我们的发现证明了bFGF在BCEC屏障功能调节中的双重作用。用LY294002（25 uM）抑制磷酸肌醇3-激酶（PI-3K）显着增强了bFGF对TEER的抑制作用，表明PI-3K信号通路部分抑制了bFGF对TEER的抑制作用。总之，我们表明自分泌bFGF分泌对于BCEC的适当屏障功能是必需的，而外源性bFGF以浓度依赖性方式抑制屏障抵抗。我们的发现证明了bFGF在BCEC屏障功能调节中的双重作用。用LY294002（25 uM）抑制磷酸肌醇3-激酶（PI-3K）显着增强了bFGF对TEER的抑制作用，表明PI-3K信号通路部分抑制了bFGF对TEER的抑制作用。总之，我们表明自分泌bFGF分泌对于BCEC的适当屏障功能是必需的，而外源性bFGF以浓度依赖性方式抑制屏障抵抗。我们的发现证明了bFGF在BCEC屏障功能调节中的双重作用。