一个自动化平台,用于对工程神经肌肉组织的同时纵向分析,用于神经毒素功效测试中的应用
Jacob W Fleming1, Molly C McCloskey2,3, Kevin Gray1
1Curi Bio Inc., 3000 Western Avenue, Seattle, WA, USA.
Current research in toxicology
|February 13, 2025
概括
一个新的基于诱导多能干细胞 (iPSC) 的神经肌肉结 (NMJ) 模型为药物发现和疾病建模提供了可扩展,可靠的替代动物试验. 这种工程模型精确地模仿了人类的NMJ功能,并可预测地对神经毒素作出反应.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 干细胞生物学 干细胞生物学
背景情况:
- 神经肌肉结 (NMJ) 的动物模型在药物和疾病建模方面存在局限性,原因是生物学差异,稀缺性和道德问题.
- 现有的工程模型在可扩展性,细胞采购和可靠的数据提取方面扎.
研究的目的:
- 开发一个可扩展的,基于iPSC的人类NMJ的工程模型,用于临床前查.
- 验证模型的功能性,可靠性和对药理学剂的反应性.
主要方法:
- 在运动神经元 (MN) 中利用通道罗多普辛-2 通过蓝光刺激驱动肌肉收缩在共同培养的工程骨肌肉组织中.
- 量化了抽力和反应忠实度,对NMJ标记进行了组织学分析,并进行了用肉毒神经毒素和其他神经毒素进行剂量反应研究.
主要成果:
- 基于iPSC的NMJ模型在蓝光刺激时产生了显著的抽力 (>92%的保真度).
- 组织学证实了具有共同局部化前和后突触标记物的特征性NMJ结构.
- 肉毒神经毒素剂量反应研究在差异化和用户之间产生了一致的EC50值 (<2%的变化),验证了模型的灵敏度和可重复性.
结论:
- 这种基于iPSC的交钥匙NMJ模型代表了3D工程组织的重大进步,用于高通量功率和选应用.
- 该模型提供了丰富的iPSC源,标准化的硬件软件,并证明了对研究NMJ功能和神经药理学的高生物学相关性.
