使用隔室化微流控装置将神经干细胞分化为神经元

摘要

来源：Paranjape, S. R. 等人，et al. 人干细胞来源神经元在预组装塑料微流控芯片内的区室化培养，J. Vis. Exp. (2019)

该视频展示了利用微流控装置对神经干细胞（NSCs）进行分化的过程，该装置包含由微沟屏障分隔的胞体区和轴突区。将神经干细胞引入胞体区并使其贴壁。神经干细胞在胞体区内分化为神经元，并通过微沟屏障将轴突延伸至轴突区。

方案

注意： 图1A、B 展示了预组装的环烯烃共聚物（COC）芯片的示意图，包括主通道或腔室、孔、微沟槽的位置。这种分室芯片可在各腔室内建立独立的流体微环境，如食用染料的隔离所示（图1C）。

1. 用于人源干细胞神经元的多区室芯片包被

注意： 图2A 展示了包被步骤的总体流程。

1. 将聚-L-鸟氨酸溶解于细胞培养级蒸馏水中，配制每片芯片 600 µL 的 20 µg/mL 工作液。
2. 吸除芯片制备后残留在孔中的磷酸盐缓冲液（PBS）。吸液时，确保移液器吸头远离通道开口。
   注意： 微流控通道在整个操作过程中必须始终保持充满液体状态。仅可吸除孔中的液体，不得从通道/腔室中吸液。
3. 向右上孔中加入 150 µL 聚-L-鸟氨酸工作液。等待 90 秒，或直至液体开始流入右下孔。向右下孔中加入 150 µL 培养基，静置 5 分钟，使液体通过微沟槽。
4. 向左上孔中加入 150 µL 培养基。等待 90 秒后，向左下孔中加入 150 µL 培养基。用封口膜包裹芯片支架，并于 4 °C 过夜放置。
   

结果

图1：预组装的环烯烃共聚物（COC）多区室微流控芯片。（A）芯片示意图，标明上部和下部小室。芯片尺寸为75 mm × 25 mm，与标准显微镜载玻片尺寸相同。（B）局部放大图，显示分隔通道的微通道和微沟槽结构。（C）本照片通过食用色素染料展示了利用该芯片在每个区室内建立独立微环境的过程。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
完全神经干细胞培养基：
REC HU EGF 10 UG BIOSOURCE (TM)	ThermoFisher Scientific	PHG0314	20ng/mL
REC HU FGF BASIC 10 UG BIOSOURCE (TM)	ThermoFisher Scientific	PHG0024	20ng/mL
GlutaMAX 补充剂 (100X)	ThermoFisher Scientific	35050061	2mM
KnockOut DMEM/F-12	ThermoFisher Scientific	12660012
StemPro 神经补充剂	ThermoFisher Scientific	A1050801	2%
不含钙和镁的 Gibco DPBS	ThermoFisher Scientific	14190144
GIBCO 人神经干细胞 (H9) 套件组合试剂盒	Gibco	N7800200
Gibco 层粘连蛋白	ThermoFisher Scientific	23017015
玻璃巴斯德吸管	Sigma-Aldrich	CLS7095D5X SIGMA	长度 5.75 英寸
H9 来源的人神经干细胞 每管 1×10⁶ 个细胞；1 mL	ThermoFisher Scientific	510088
hibernate-E 培养基	ThermoFisher Scientific	A1247601
培养箱，5% CO2，37 °C
Mr. Frosty	ThermoFisher Scientific	5100-0001
神经分化培养基			每 100 mL
抗生素-抗真菌剂 (100x)	ThermoFisher Scientific	15240112	1mL (100X)
抗坏血酸	Sigma Aldrich	A8960	200mM
BDNF	ThermoFisher Scientific	PHC7074	40 ng/mL
Gibco B27 Plus 补充剂 (50X)	FisherScientific	A3582801	2mL (50X)
Gibco CultureOne 补充剂 (100X)	FisherScientific	A3320201	1mL (100X)
Gibco Neurobasal Plus 培养基	FisherScientific	A3582901
StemPro Accutase 细胞解离试剂	ThermoFisher Scientific	A1110501
XC 预包被液	Xona Microfluidics, LLC	XC Pre-Coat	随 XonaChips 提供
XonaChip	Xona Microfluidics, LLC	XC450	450 µm 长微沟槽屏障
加湿托盘	Xona Microfluidics, LLC	humidifier tray