使用3D人类iPSC衍生BrainSpheres进行发育神经毒性危险查的网络形成试验的开发
S L Boyd1, M Mayil Vahanan2, J Monroe2
1Center for Computational Toxicology and Exposure, USA Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, United States.
Neurotoxicology
|October 17, 2025
概括
环境中的神经毒剂可能会损害发育中的大脑. 在微电极阵列上的人类干细胞衍生的BrainSpheres有效地选了对神经网络发育和功能的化学影响.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 毒理学 毒理学 毒理学
- 发展生物学 发展生物学
背景情况:
- 环境神经毒剂对发展大脑结构和功能构成风险.
- 人类诱导多能干细胞 (iPSC) 衍生的神经BrainSpheres模型成熟的神经网络.
- 高密度微电极阵列 (hdMEA) 能够监测神经活动.
研究的目的:
- 用一种新的体外模型研究化学物质暴露对神经发育的影响.
- 建立一个开发性神经毒性查平台,利用hdMEAs上的BrainSpheres.
- 评估已知的神经毒剂对神经网络形成和功能的影响.
主要方法:
- 人类iPSC衍生的神经BrainSpheres被分化了三个星期.
- 在hdMEAs上涂上BrainSpheres以监控网络形成.
- 暴露于神经毒剂 (洛佩拉米德,迪尔德林,德尔塔美林) 和对照剂 (草甘) 在29天内进行.
- 记录和分析了神经网络活动,一般活动和动作潜力的传播.
主要成果:
- 阳性对照化合物 (洛佩拉米德,迪尔德林,德尔塔米特林) 在亚细胞毒性水平上表现出度依赖的神经网络形成的破坏.
- 这些神经毒剂显著改变了一般的神经活动,网络形成和动作潜能传播.
- 试验的负对照,草甘,对神经网络的发展没有产生显著的影响.
结论:
- 在hdMEAs上培养的BrainSpheres可以检测神经网络形成中的化学诱导扰乱.
- 该模型显示,作为一种有价值的复杂体外系统,可用于发育神经毒性查.
- 这些发现凸显了iPSC衍生的神经模型在评估环境化学物质对神经发育影响方面的实用性.
