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
Maddie R Lemieux1, Bernhard Freigassner1, Jessica L Hanson1,2
1Department of Integrative Physiology, University of Colorado Boulder, Boulder, Colorado, United States of America.
PloS one
|June 25, 2024
概括
人类诱导的多能干细胞 (hiPSCs) 分化为神经元,并与星球细胞共同培养,迅速实现同步的网络活动. 这种模型加速了神经退行性疾病和网络属性的研究.
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
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 人类诱导的多能干细胞 (hiPSCs) 对于模拟神经疾病非常有价值.
- 多电极阵列 (MEAs) 对于评估神经网络功能至关重要.
- 之前的模型,如3D大脑有机体,需要延长分化时间.
研究的目的:
- 开发一种快速的体外模型来研究神经元网络的特性.
- 为了研究hiPSC衍生的神经元与星球细胞共同培养的潜力,用于疾病建模.
- 建立一种用于神经退行性疾病的高通量查方法.
主要方法:
- 微分的WTC11 hiPSCs与多西环素诱导性神经原蛋白2 (NGN2) 转基因进入神经元.
- 我们将这些神经元与初级人类天体细胞共同培养.
- 利用MEAs记录电生理活动.
- 引入人体血清以模拟血脑屏障的破坏.
主要成果:
- 在六周内实现了高同步指数 (∼0.9) 和平均发射率 (∼13 Hz).
- 与3D大脑器官相比,显示了显著更快的网络同步.
- 在共同培养系统中成功模拟了血脑屏障崩的各个方面.
结论:
- 这种完全人类的共同文化系统为研究神经元网络动态提供了快速有效的模型.
- 该模型通过提供更快,高通量方法来加速神经退行性疾病的研究.
- 这种方法作为神经学研究的优秀的第一通查工具.
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