人类诱导多能干细胞衍生神经元的多电极阵列特征与人类初级星体细胞共同培养中的神经元

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 干细胞生物学 干细胞生物学
• 电子生理学 电子生理学

背景情况:

• 人类诱导的多能干细胞 (hiPSCs) 对体外疾病建模具有价值.
• 描述神经网络功能通常需要延长培养期或复杂的模型.
• 多电极阵列 (MEAs) 能够进行神经元培养的非侵入性电生理记录.

研究的目的:

• 开发一个快速的,以人为基础的*in vitro*模型来研究神经网络的特性.
• 建立一个高通量系统,用于模拟像阿尔茨海默氏症这样的神经退行性疾病.
• 将这种共同文化系统的网络成熟时间与现有模型进行比较.

主要方法:

• 利用WTC11的hiPSC与多西环素诱导性神经原蛋白2 (NGN2) 进行定向的神经元分化.
• 与人类初级星球细胞共同培养的分化神经元.
• 雇佣MEAs来监控电生理活动和网络同步.
• 使用人体血清模拟血脑屏障的破坏,以模拟阿尔茨海默病的各个方面.

主要成果:

• 在六周内实现了高同步指数 (~0.9) 和平均发射速率 (~13 Hz).
• 与3D大脑有机体模型相比,显示了显著更快的网络成熟.
• 在人类共同培养系统中成功模拟散发性阿尔茨海默病的各个方面.

结论:

• 这种hiPSC-astrocyte共同培养系统为研究神经网络功能提供了一种快速,高通量方法.
• 它为神经退行性疾病的早期调查提供了一个强大的平台.
• 与传统的有机体模型相比,加速了研究时间表.