长期在体外培养基于基托热凝的3D脑组织模型
Donatella Di Lisa1, Lorenzo Muzzi1, Alberto Lagazzo2
1Department of Informatics, Bioengineering, Robotics and System Engineering, University of Genoa, Via all 'Opera Pia 13, 16145 Genoa, Italy.
Biofabrication
|November 3, 2023
概括
酸-β-甘油 (CHITO-β-GP) 热凝有效地支持3D大脑模型中的长期神经网络发展,促进神经疾病的临床前研究.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 神经科学是一个神经科学.
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 目前用于大脑研究的活体和二维细胞培养模型在临床翻译方面存在局限性.
- 需要先进的实验室模型来更好地回顾人类大脑的复杂性.
- 基于3D水凝的模型为更具预测性的临床前研究提供了一个有希望的途径.
研究的目的:
- 调查酸盐-β-甘油酸盐 (CHITO-β-GP) 热凝对于创建3D芯片上的大脑模型的适用性.
- 评估CHITO-β-GP热凝在长时间内支持神经元成熟和功能网络发展的能力.
- 评估CHITO-β-GP热凝作为神经组织工程的人工细胞外矩阵.
主要方法:
- 两种CHITO-β-GP热凝配方的表征,使用rheological,机械和可注射性测试.
- 封装原始老鼠神经元和人类诱导的多能干细胞衍生神经元 (h-iPSCs) 与热凝内的星球细胞.
- 长期培养 (长达100天) 和使用免疫细胞化学,共聚焦显微镜和电生理学记录 (2D和3D微电极阵列) 进行全面的表征.
主要成果:
- CHITO-β-GP热凝在促进神经元生长和功能网络发展方面表现出最佳的特性.
- 电生理学功能神经元网络成功建立并维持长达100天.
- 热凝支持主要神经元和h-iPSC衍生的神经元与星球细胞共同培养.
结论:
- 对于神经细胞来说,CHITO-β-GP热凝具有出色的机械性能,长期稳定性和生物活性.
- 这些热凝非常适合作为人工细胞外矩阵用于芯片上的大脑应用.
- 开发的3D模型对神经退行性疾病建模,药物查和神经毒性评估具有重大潜力.
