Neurovascular dysfunction is a primary or secondary cause in the pathogenesis of several cerebrovascular and neurodegenerative disorders, including stroke. Therefore, the overall protection of the neurovascular unit (NVU) is a promising therapeutic strategy for various neurovascular diseases. However, the complexity of the NVU limits the study of the pathological mechanisms of neurovascular dysfunction. Reconstituting the in vitro NVU is important for the pathological study and drug screening of neurovascular diseases. In this study, we generated a spontaneously assembled three-dimensional NVU (3D NVU) by employing the primary neural stem cells and brain microvascular endothelial cells in a Matrigel extracellular matrix platform. This novel model exhibits the fundamental structures and features of the NVU, including neurons, astrocytes, oligodendrocytes, vascular-like structures, and blood–brain barrier-like characteristics. Additionally, under oxygen-glucose deprivation, the 3D NVU exhibits the neurovascular- or oxidative stress-related pathological characteristics of cerebral ischemia and the injuries can be mitigated, respectively, by supplementing with the vascular endothelial growth factor or edaravone, which demonstrated that the availability of 3D NVU in ischemic stroke modeling. Finally, the 3D NVU promoted the angiogenesis and neurogenesis in the brain of cerebral ischemia rats. We expect that the proposed in vitro 3D NVU model will be widely used to investigate the relationships between angiogenesis and neurogenesis and to study the pathology and pharmacology of neurovascular diseases.

中文翻译：

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三维基质中原代神经干细胞和脑微血管内皮细胞重建神经血管单元

神经血管功能障碍是包括中风在内的几种脑血管和神经退行性疾病发病机制中的主要或次要原因。因此，神经血管单元（NVU）的整体保护是治疗各种神经血管疾病的一种有前景的治疗策略。然而，NVU的复杂性限制了对神经血管功能障碍病理机制的研究。重建体外NVU对于神经血管疾病的病理研究和药物筛选具有重要意义。在这项研究中，我们通过在 Matrigel 细胞外基质平台中使用原代神经干细胞和脑微血管内皮细胞，生成了一个自发组装的三维 NVU (3D NVU)。这种新颖的模型展示了 NVU 的基本结构和特征，包括神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞、血管样结构和血脑屏障样特征。此外，在氧-葡萄糖剥夺的情况下，3D NVU 表现出脑缺血的神经血管或氧化应激相关的病理特征，并且可以通过补充血管内皮生长因子或依达拉奉来减轻损伤，这表明可用性缺血性卒中建模中的 3D NVU。最后，3D NVU 促进了脑缺血大鼠大脑中的血管生成和神经发生。我们期望所提出的体外 3D NVU 模型将被广泛用于研究血管生成和神经发生之间的关系，并研究神经血管疾病的病理学和药理学。此外，在氧-葡萄糖剥夺的情况下，3D NVU 表现出脑缺血的神经血管或氧化应激相关的病理特征，并且可以通过补充血管内皮生长因子或依达拉奉来减轻损伤，这表明可用性缺血性卒中建模中的 3D NVU。最后，3D NVU 促进了脑缺血大鼠大脑中的血管生成和神经发生。我们期望所提出的体外 3D NVU 模型将被广泛用于研究血管生成和神经发生之间的关系，并研究神经血管疾病的病理学和药理学。此外，在氧-葡萄糖剥夺的情况下，3D NVU 表现出脑缺血的神经血管或氧化应激相关的病理特征，并且可以通过补充血管内皮生长因子或依达拉奉来减轻损伤，这表明可用性缺血性卒中建模中的 3D NVU。最后，3D NVU 促进了脑缺血大鼠大脑中的血管生成和神经发生。我们期望所提出的体外 3D NVU 模型将被广泛用于研究血管生成和神经发生之间的关系，并研究神经血管疾病的病理学和药理学。3D NVU 表现出脑缺血的神经血管或氧化应激相关的病理特征，通过补充血管内皮生长因子或依达拉奉可以分别减轻损伤，这证明了 3D NVU 在缺血性卒中建模中的可用性。最后，3D NVU 促进了脑缺血大鼠大脑中的血管生成和神经发生。我们期望所提出的体外 3D NVU 模型将被广泛用于研究血管生成和神经发生之间的关系，并研究神经血管疾病的病理学和药理学。3D NVU 表现出脑缺血的神经血管或氧化应激相关的病理特征，通过补充血管内皮生长因子或依达拉奉可以分别减轻损伤，这证明了 3D NVU 在缺血性卒中建模中的可用性。最后，3D NVU 促进了脑缺血大鼠大脑中的血管生成和神经发生。我们期望所提出的体外 3D NVU 模型将被广泛用于研究血管生成和神经发生之间的关系，并研究神经血管疾病的病理学和药理学。3D NVU促进了脑缺血大鼠脑内的血管生成和神经发生。我们期望所提出的体外 3D NVU 模型将被广泛用于研究血管生成和神经发生之间的关系，并研究神经血管疾病的病理学和药理学。3D NVU促进了脑缺血大鼠脑内的血管生成和神经发生。我们期望所提出的体外 3D NVU 模型将被广泛用于研究血管生成和神经发生之间的关系，并研究神经血管疾病的病理学和药理学。