三维生物打印嵌入式基于大脑器官:超越传统生成方法的微型大脑体外建模的替代方法
Rosalba Monica Ferraro1,2, Paola Serena Ginestra3, Miriam Seiti3
1"Angelo Nocivelli" Institute for Molecular Medicine, Department of Molecular and Translational Medicine, University of Brescia, Viale Europa 11, 25123 Brescia, Italy.
Gels (Basel, Switzerland)
|April 25, 2025
概括
一种新的3D生物打印方法使用来自诱导多能干细胞 (iPSCs) 的脑器官 (cORGs) 的水凝生物墨水. 这种方法克服了手动Matrigel嵌入的局限性,为神经生理学研究提供可扩展和可复制的大脑器官生成.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物技术是生物技术.
- 干细胞生物学 干细胞生物学
背景情况:
- 来自诱导多能干细胞 (iPSCs) 的脑器官 (cORGs) 对于研究人类神经生理学,疾病建模和药物发现至关重要.
- 目前的方法依赖于手动Matrigel嵌入,在可复制性,成本,可扩展性和操作员依赖性方面面临挑战.
- 这些局限性阻碍了iPSC衍生的脑器官的广泛应用和翻译潜力.
研究的目的:
- 开发一种新的,独立于操作者的方法来产生大脑器官.
- 解决与手动Matrigel嵌入在当前有机体协议中相关的限制.
- 创建一个可扩展和可重复的方法用于大脑器官生成.
主要方法:
- 一种化学定义的水凝生物墨水是用Matrigel用藻酸盐 (SA) 和碳素甲基纤维素 (CMC) 稀释而制成的.
- 神经胚胎体 (nEB) 使用这种SA-CMC-Matrigel水凝进行了3D生物打印.
- 进行了免疫组织化学,免疫光和基因表达分析以表征有机体.
主要成果:
- SA-CMC-Matrigel水凝成功支持生成iPSC衍生的皮质cORG,与传统的Matrigel方法相提并论.
- 基于水凝的3D生物打印cORG在分化40天后表现出一致的异质质量.
- 有机体呈现出类似于胎儿早期大脑发育的细胞架构,具有神经前代细胞 (PAX6+/Ki67+) 和神经层形成 (SYP+).
结论:
- 新的基于水凝的3D生物打印技术为大脑器官生成提供了可重复和可扩展的替代方案.
- 这种方法克服了传统的Matrigel嵌入的操作员依赖性和局限性.
- 产生的有机体模仿早期皮质发育,为神经生物学研究和治疗开发提供了一个有前途的平台.
