الدماغ هو دوائر معقدة من الخلايا العصبية وغير العصبية. لسنوات، يحاول العلماء الحصول على نظرة ثاقبة في هذه الآلية المعقدة. وللقيام بذلك، لجأ علماء الأعصاب في البداية إلى مختلف خطوط الخلايا القائمة على الأعصاب المحولة لإجراء التحقيقات. ومع ذلك، فإن عدم قدرة هذه الخطوط الخلية clonal لتشكيل اتصالات متشابكة قوية والمحاور المناسبة أو dendrites قد تحولت الاهتمام العلمي إلى الثقافات العصبية الأولية1،2. الجانب الأكثر إثارة من ثقافة الخلايا العصبية الأولية هو أنه يخلق فرصة لمراقبة والتلاعب الخلايا العصبية الحية3. وعلاوة على ذلك، فإنه أقل تعقيدا بالمقارنة مع الأنسجة العصبية، مما يجعلها مرشحا مثاليا لدراسة وظيفة ونقل البروتينات العصبية المختلفة. في الآونة الأخيرة، ولدت العديد من التطورات في مجالات الفحص المجهري، وعلم الجينوم، والبروتيوميات فرصا جديدة لعلماء الأعصاب لاستغلال الثقافات العصبية4.
وقد سمحت الثقافات الأولية لعلماء الأعصاب باستكشاف الآليات الجزيئية وراء التطور العصبي، وتحليل مختلف مسارات الإشارات العصبية، وتطوير فهم أكثر تماسكا لنقاط الاشتباك العصبي. على الرغم من أن عددا من الأساليب قد ذكرت الثقافات من الخلايا العصبية الأولية (معظمها من أصل فرس النهر5و6و7)،بروتوكول موحد مع وسيلة محددة كيميائيا التي تمكن ثقافة طويلة الأجل من الخلايا العصبية هو لا تزال هناك حاجة. ومع ذلك، لوحظت الخلايا العصبية مطلية في كثافة منخفضة في معظم الأحيان، والتي لا البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل، على الأرجح بسبب عدم وجود الدعم الغذائي8 التي يتم توفيرها من قبل الخلايا العصبية المجاورة والخلايا الغليفية. وقد اقترحت بعض الأساليب حتى المشاركة في زراعة الخلايا العصبية الأولية مع الخلايا الدبقية، حيث يتم استخدام الخلايا الدبقية كطبقة مغذية9. ومع ذلك، فإن الخلايا الغليفية تشكل الكثير من المشاكل بسبب فرط نموها، والتي تتجاوز في بعض الأحيان نمو الخلايا العصبية10. وبالتالي، وبالنظر إلى المشاكل المذكورة أعلاه، مطلوب بروتوكول أبسط وأكثر فعالية من حيث التكلفة للثقافة العصبية الأولية، والتي يمكن استخدامها من قبل كل من علماء الأحياء العصبية والكيميائيين العصبيين للتحقيقات.
ثقافة الخلايا العصبية الأولية هي أساسا شكل من أشكال الثقافة 2D ولا تمثل اللدونة، والسلامة المكانية، أو عدم تجانس الدماغ. وقد أدى هذا إلى الحاجة إلى نموذج 3D أكثر تصديقا يسمى neurospheres11,12. المجالات العصبية تقدم منصة جديدة لعلماء الأعصاب، مع تشابه أقرب إلى الحقيقي، في الدماغ في الجسم الحي13. المجالات العصبية هي مجموعات ثلاثية الجوانب غير ملتصقة من الخلايا الغنية بالخلايا الجذعية العصبية (NSCs)، والخلايا السلف العصبية (NPCs)، والخلايا العصبية، والخلايا النجمية. فهي مصدر ممتاز لعزل الخلايا الجذعية العصبية والخلايا السلف العصبية، والتي يمكن استخدامها لدراسة التمايز في مختلف السلالات العصبية وغير العصبية. ومرة أخرى، يشكل التغير داخل ثقافات الغلاف العصبي المنتجة باستخدام البروتوكولات المبلغ عنها سابقا عائقا أمام صياغة بروتوكول موحد لثقافة الغلاف العصبي14.
تقدم هذه المخطوطة بروتوكولًا يمكن فيه توليد منصات ثلاثية المدة وثلاثية المدة بالتناوب مع كثافات طلاء الخلايا من ثقافة القشرية وفرس النهر المختلطة. ويلاحظ أنه في غضون 7 أيام يتم الحصول على المجالات العصبية العائمة الحرة من الخلايا العصبية مطلي عالية الكثافة معزولة عن E14-E16 Sprague Dawley الفئران الجنين، والتي على مزيد من الثقافة، وتشكيل الجسور والترابط من خلال ملحقات شعاعي مثل glial. وبالمثل، في الخلايا العصبية مطلي منخفضة الكثافة، يتم الحصول على ثقافة الخلايا العصبية الأولية التي يمكن الحفاظ عليها لمدة تصل إلى 30 يوما عن طريق تغيير وسط الصيانة مرتين في الأسبوع.