perfusion 对人类衍生神经网络神经元发育的影响

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物技术是生物技术.
• 干细胞研究 干细胞研究

背景情况:

• 先进的体外大脑模型已经从2D转向3D培养,使用人类诱导的多能干细胞.
• 生物反应器对于控制体外微环境至关重要,确保可行性,可重复性和标准化.
• 目前神经组织工程中的生物反应器应用主要用于细胞扩张,微流体用于有机体培养.

研究的目的:

• 探索使用商用 perfusion 生物反应器来控制 2D 和 3D 神经元培养的微环境.
• 评估不同 perfusion 流速对早期神经元发育和突触生成的影响.
• 用人类诱导的多能干细胞干细胞衍生神经元 (iNeurons) 和神经母细胞细胞来研究3D神经网络的动态培养条件.

主要方法:

• 人类诱导的多能干细胞衍生神经元 (iNeurons) 在2D培养下在多种恒定和可变的流速下在 perfusion 生物反应器中培养长达72小时.
• 用形态测量表征和突触分析来评估神经元发育和突触生成.
• 与星体细胞和SH-SY5Y神经母细胞细胞共同培养的iNeurons被嵌入水凝中,并在 perfusion 下培养长达28天,随后进行免疫细胞化学和聚焦显微镜.

主要成果:

• 在二维培养中测试了不同的恒定流速,从而开发了流速可变的协议.
• 优化的动态培养方案对早期神经元发育产生了积极影响.
• 初步的3D培养结果显示,在 perfusion 下的水凝内成功维持了神经元细胞和星球细胞,并对网络形成进行了定性评估.

结论:

• perfusion 生物反应器可以有效地控制 2D 和 3D 神经元培养的微环境.
• 动态流条件代表了增强神经元发育和网络形成在体外的一个有前途的战略.
• 这项研究为利用先进的生物反应器系统开发更复杂的体外大脑模型提供了基础.