$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
هنا قمنا بتعديل بنجاح بروتوكول الذي يتم التمييز hiPSCs مباشرة إلى الخلايا العصبية القشرية بسبب الإفراط في التعبير عن عامل النسخ neurogenin-2 12 و قمنا تكييفها للاستخدام الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف. هذا النهج هو سريع وفعال مما يسمح لنا للحصول على الخلايا العصبية الوظيفية ونشاط الشبكة بالفعل خلال الأسبوع الثالث بعد تحريض من التمايز.
خلال البروتوكول التمايز، بدأت الخلايا شكليا تشبه الخلايا العصبية: تم تشكيل العمليات الصغيرة وبدأت الخلايا العصبية التي تربط إلى بعضها البعض (الشكل 1A). أنشأنا الشخصي العصبي للخلايا العصبية مشتقة من خط hiPSC مراقبة صحية، من خلال قياس مورفولوجيا الخلايا العصبية وخصائص متشابك خلال التنمية. كانت ملطخة الخلايا العصبية المستمدة hiPSC لMAP2 وسينابسينات-02/01 في أيام مختلفة بعد بدءالتمايز (الشكل 2A). وتظهر الخلايا العصبية المستمدة مورفولوجيا الخلايا العصبية الناضجة بالفعل بعد 3 أسابيع من تحريض التمايز. وكان كميا عدد سينابسينات-1/2 نقاط و(مقياس لعدد من نقاط الاشتباك العصبي) على أساس / 2 stainings مناعية 1 سينابسينات. ارتفع عدد نقاط وسينابسينات-02/01 مع مرور الوقت، مما يشير إلى أن مستوى الاتصال الخلايا العصبية في تزايد أيضا (الشكل 2B). وكان عدد من سينابسينات-1/2 نقاط وبعد 23 يوما من تحريض التمايز مماثل في خطين IPS المستقلة (الشكل 2C). في 23 DIV الأكثر synapsin1 / 2 نقاط وكان محاذيا لPSD-95 نقاط و، مما يدل على نقاط الاشتباك العصبي وظيفية (الشكل 2D).
وتمشيا مع النتائج التي وصفها تشانغ وآخرون، ولدت لنا عدد سكانها الطبقة العليا العصبونات القشرية مثير، والتي أكدتها م القشرية عموم العصبية وسلالة محددة arkers مثل BRN2 وSATB2 (طبقة II / III). نحن لم تراع الخلايا العصبية التي كانت إيجابية للالخلايا العصبية طبقة عميقة CTIP2 (الطبقة الخامسة) أو FOXP2 (الطبقة السادسة) (الشكل 2E وF)
لوصف النشاط الكهربية للخلايا العصبية مشتقة hiPSC، كنا خلية كاملة التيار والجهد التسجيلات المشبك، أي الخصائص الذاتية والمدخلات مثير على قيست خلال تطوير هذه الخلايا العصبية. كانت قادرة على توليد إمكانات العمل بالفعل بعد أسبوع من التمايز ونسبة ارتفاعه الخلايا وزيادة مع مرور الوقت (الشكل 2G و H) الخلايا العصبية. وعلاوة على ذلك، تلقت الخلايا العصبية مدخلات متشابك مثير بالفعل بعد أسبوع من تحريض التمايز: ارتفع كل من التردد والسعة من مدخلات متشابك مثير خلال تنمية (الشكل 2I - K).
الإقليم الشمالي "FO: المحافظة على together.within الصفحات =" 1 "> لفهم أفضل لكيفية يجمع بين النشاط وحيدة الخلية لتشكيل وظائف على مستوى الشبكة، لا بد من دراسة كيفية عمل الخلايا العصبية في الحفل
في المختبر الشبكات العصبية مثقف على الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف. تشكل النموذج التجريبي قيما لدراسة ديناميات العصبية. سجلنا 20 دقيقة من نشاط الشبكة الكهربية للخلايا العصبية مشتقة من خط hiPSC مراقبة صحية مثقف على 6 جيدا الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف
(الشكل 2M). بعد أسابيع قليلة من تحريض التمايز، الخلايا العصبية المستمدة من hiPSCs مراقبة صحية شكلت الشبكات العصبية نشطة وظيفيا، والتي تبين أحداث عفوية (0.62 ± 0.05 ارتفاع / ثانية؛
الشكل 2N). وفي هذه المرحلة من التطور
(أي 16 د بعد بداية التمايز) أي أحداث متزامنة تشمل كل القنوات . ليتم الكشف عن الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف
(الشكل 2O) زاد مستوى نشاط الشبكة خلال التنمية: خلال الأسبوع الرابع بعد ر انه تحريض التمايز، وأظهرت الشبكات العصبية على مستوى عال من النشاط العفوي (2.5 ± 0.1 ارتفاع / ثانية؛
الشكل 2N) في جميع الآبار من الجهاز. شبكات عرضت أيضا رشقات نارية متزامن شبكة (4.1 ± 0.1 انفجار / دقيقة،
الشكل 2O) مع مدة طويلة (2100 ± 500 مللي ثانية).

الشكل 1: hiPSC التمايز في الخلايا العصبية. ألف ثلاث نقاط وقت hiPSCs التمايز في الخلايا العصبية coverslips على. B. تصفيح من hiPSCs على الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف. جيم النجمية في confluency 100٪ في T75 القارورة (لاحظ أن الخلايا تشكل أحادي الطبقة موزايكية). الحانات الحجم: 150 ميكرون. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
e_content "FO: المحافظة على together.within الصفحات =" 1 ">
الشكل 2. hiPSC المشتقة من الخلايا العصبية توصيف. كانت ملطخة الخلايا العصبية المستمدة
hiPSC-أ لMAP2 (الأخضر) وسينابسينات 1/2 (الحمراء) في أيام مختلفة بعد بدء التمايز. شريط الحجم: 10 ميكرون.
B. الكمي للنقاط وسينابسينات في تجربتين مستقلة. في كل التجارب تم تحليل 10 خلايا على الاقل.
جيم الكمي للنقاط وسينابسينات في DIV23 في الخلايا العصبية المستمدة من خطين IPS مستقلة. كانت ملطخة الخلايا العصبية المستمدة
hiPSC-د لPSD-95 (الخضراء) و/ 2 (الحمراء) 23 أيام 1 سينابسينات بعد بداية التمايز. وجنبا إلى جنب نقاط وسينابسينات إلى PSD-95 نقاط و. كانت ملطخة الخلايا العصبية المستمدة
hiPSC-هاء لMAP2 (الخضراء) وBRN2 (الحمراء) أو SATB2 (أحمر) 23 د بعد بداية التمايز.
واو النسبة المئوية للخلايا إيجابية MAP2 أنكانت إيجابية للعلامات المشار إليها.
G. الممثل تسجيلات المشبك الحالي تبين أن إمكانات العمل يمكن أن تتولد في وقت مبكر من 7 أيام بعد بدء التمايز.
ه النسبة المئوية للخلايا في أيام مختلفة بعد تحريض من التمايز التي تظهر واحدة أو أكثر من إمكانات العمل.
أولا آثار التمثيلية للالتيارات بعد المشبكي مثير (EPSCs) من خلال الخلايا العصبية المستمدة hiPSC وردت في أيام مختلفة بعد التمايز.
J. التردد التيارات بعد المشبكي مثير خلال التنمية.
ك السعة التيارات بعد المشبكي مثير خلال التنمية. يتتبع الممثل
L. التسجيلات EPSC دون (السيطرة) ومع CNQX (CNQX). كانت
M. الخلايا العصبية مشتقة من خط hiPSC واحد مثقف على الشرق الأوسط وأفريقيا 6 جيدا ويظهر نشاط الشبكة للشبكات العصبية مشتقة hiPSC 16 و 23 د بعد تحريض من التمايز. النشاط المسجلة منيشار إلى كل (معدل أخذ العينات من 10 كيلو هرتز) بشكل جيد مع لون مختلف (يتم عرض 5 دقائق من دقيقة 20 من تسجيل).
N. معدل إطلاق 16 و 23 د بعد تحريض من التمايز.
O. معدل انفجار 16 و 23 د بعد تحريض من التمايز.
الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. وبالنظر إلى النتائج، ونوعية مما أدى الخلايا العصبية المشتقة hiPSC يمكن تقييم بجعل لمحة العصبي للخلايا. وهذا هو، بعد 3-4 أسابيع من بدء المفاضلة، والتشكل، سينابسينات-02/01 التعبير والكهربية للخلايا العصبية يمكن تقييمها. في تلك المرحلة الزمنية، من المتوقع أن تظهر التشكل مثل العصبية، ليكون MAP2، سينابسينات / PSD-95 إيجابي مناعية عند تنفيذ، وexhibi الخلايا العصبية المستمدة hiPSC-ر عفوية النشاط الكهربية (سواء على وحيدة الخلية ومستوى الشبكة).