将3D打印的大脑皮层组织集成到外生损伤的大脑切片中

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物材料科学 生物材料科学
• 再生医学是一种再生医学.

背景情况:

• 工程复杂的人类大脑组织结构,如大脑皮层是一个重大挑战.
• 目前的组织工程方法无法复制脑皮层复杂的层次结构和神经电路.
• 大脑皮层的分层组织对于更高的认知功能至关重要.

研究的目的:

• 开发一种使用组织工程制造简化的脑皮层柱子的新方法.
• 评估工程皮质组织在植入大脑环境时的结构和功能整合.
• 探索这项技术在药物查和个性化再生疗法的潜力.

主要方法:

• 利用滴滴打印技术创建3D大脑皮层组织.
• 差异化人类诱导的多能干细胞变成特定的神经前代群体,用于上层和深层.
• 将工程组织植入ex vivo老鼠大脑中,以评估宿主整合.

主要成果:

• 成功制造出两层大脑皮层组织,表现出层特定的生物标志物表达.
• 在工程组织中展示了结构集成的神经网络的发展.
• 观察到植入组织与宿主大脑组织之间的显著结构融合,包括神经元外生和神经元迁移.
• 在植入物-宿主接口上检测到相关的 (Ca2+) 振荡,表明功能神经网络的形成.

结论:

• 滴滴印刷技术使得简化的大脑皮层柱子的制造成为可能,并且有层次的组织.
• 在一个ex vivo模型中,工程造皮质组织在结构和功能上与宿主大脑组织集成.
• 这种方法对评估治疗剂和推进针对神经疾病的个性化再生医学具有前景.