機能的なヒト3Dコルチコモーターアセンブロイドの生成

科学分野:

• 神経科学
• 発達生物学
• 組織工学

背景:

• 脳皮質からの下降経路は 後頭部と脊髄の神経細胞を活性化することで 運動を制御します
• 以前の in vitro 研究では,ヒト細胞で構成要素は生成されたが,完全な多シナプス回路は生成されなかった.

研究 の 目的:

• オーガノイドと筋肉のスフェロイドを使用して機能的な3D人間のコルチコモーターアセンブロイドを組み立てる.
• 動きを制御する人間の神経回路の 自己組み立てと機能性を調査する.

主な方法:

• 人間の細胞から脳皮質と後頭脳/脊髄のオーガノイドを導出する.
• 人間の骨格筋のスフェロイドを3Dのコルチコモーターアセンブロイドに組み込む.
• 狂犬病追跡,カルシウムイメージング,パッチクランプの記録を使用して回路の接続性と機能を評価しました.

主要な成果:

• 脊髄器官に突入し接続している 皮質外神経細胞が示されています
• 脊髄運動ニューロンが 筋肉のスフェロイドと結合し 刺激時に筋肉の収縮を可能にします
• アセンブロイドは10週間まで形状と機能的に無傷のまま残った.

結論:

• 3Dコルチコモーターアセンブロイドは,ヒトの神経回路の組立と機能を研究するための新しいインビトロモデルです.
• このシステムは機能的な回路を作るための 3D 培養物の自己組み立て能力を示しています
• アセンブロイドは 運動制御の発達と 神経学的疾患を理解するためのプラットフォームを提供します