具有功能连接性的人类神经组织的3D生物打印

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物技术是生物技术.
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 评估人类神经电路动力学是具有挑战性的,因为缺乏合适的神经组织.
• 现有的模型缺乏人类本地神经网络的复杂性和功能.

研究的目的:

• 开发一个3D生物打印平台,用于创建功能的人类神经组织.
• 为了使神经回路和神经元-星细胞相互作用的动态功能评估.

主要方法:

• 利用商用3D生物打印机将定义的人类神经细胞类型组装成组织结构.
• 在3D打印的组织中培养和差异化打印的神经元和天体细胞祖先.
• 评估功能电路形成,突触活动和神经元-星细胞网络功能.

主要成果:

• 印刷的神经元原始体分化为功能神经元,形成特定的皮质到状神经元投射.
• 在神经元刺激时建立自发的突触电流和响应性突触活动.
• 印刷的天体细胞祖先成熟为功能性天体细胞,形成活跃的神经元-天体细胞网络.
• 在生理和病理条件下,在神经元-星细胞网络中证明了功能性流和谷氨酸吸收.

结论:

• 开发了一个新的3D生物打印平台,用于工程功能人类神经组织.
• 这些工程组织为研究人类神经网络布线和功能提供了可靠的模型.
• 该平台是建模神经疾病和临床前药物测试的宝贵工具.