具有动态流体扰动的三维微流体学促进了人类大脑器官的生命力和统一性
Aynur Abdulla1, Shujin Chen2, Zhecong Chen3
1Department of Anesthesiology and Surgical Intensive Care Unit, Xinhua Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China; State Key Laboratory of Oncogenes and Related Genes, Institute for Personalized Medicine, School of Biomedical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China.
Biosensors & bioelectronics
|August 31, 2023
概括
一个新的3D微流体平台通过改善氧气和营养供应,使人类大脑器官 (CO) 的长期生长成为可能. 这种方法可以防止核心细胞死亡,促进50多天的发育.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物技术是生物技术.
- 生物工程是生物工程.
背景情况:
- 人类大脑器官 (COs) 是研究大脑发育和疾病的宝贵干细胞衍生模型.
- 目前CO培养的局限性包括氧气和营养扩散差,导致核心缺氧和细胞死亡.
- 开发先进的培养系统对于推进CO研究至关重要.
研究的目的:
- 开发一个3D微流体平台,以增强长期的CO培养.
- 为了克服氧气透和COs中营养供应的局限性.
- 为了支持持续的CO生长和生命力,而无需核心细胞死亡.
主要方法:
- 开发一个具有动态流体扰动和氧气供应的3D微流体系统.
- 在微流体平台内培养人类大脑器官 (COs) 超过50天.
- 使用免疫光染色,蛋白质组学和代谢组学进行分析,以评估细胞增殖,分化和蛋白质表达.
主要成果:
- 在3D微流体系统中培养的COs存活了50多天并持续生长,核心区域没有细胞死亡.
- 观察到细胞增殖的显著增加和增强的细胞分化.
- 时间延迟蛋白质组学确定了546种与神经系统和胚胎发育相关的不同表达的蛋白质.
结论:
- 开发的3D微流体平台有效支持长期,高活性的人类大脑器官培养.
- 该系统解决了CO开发的关键挑战,使得对大脑发育和神经退行症的研究更加有力.
- 该平台显示了为各种应用培养高度均的人类器官的潜力.
