$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
עיגולים ראשוניים (PC) הם אברונים מבוססי מיקרוטובול החושים ומשדרים שפע של רמזים כימיים ומכאניים מהסביבה החוץ-תאית. בפרט, PC הוא האברונים המרכזיים עבור transduction של מסלול איתות קיפוד בחולייתנים1,2. בעוד רוב התאים העצביים כבר זמן רב הוכח מחסה מחשב, התרומה של אברון זה בעיצוב מערכת העצבים המרכזית כבר מזמן מוערך. מחקרים על התפתחות ניאוקורטית הובילו לגילוי של תאי גזע עצביים ואבות מרובים (NSPCs), כולם מחסה מחשב, אשר מיקומו הוצע להיות מכריע לקביעת גורל האבות 3,4,5,5,6,7. המחשב הוכח חיוני עבור מנגנוני תאים הנדרשים להתפתחות קליפת המוח המוחית הרגילה, כולל הרחבת NSPC ומחויבות8,9,10,10,11,12, כמו גם קוטביות אפיקובסל של פיגום גליה רדיאלי התומך הגירה עצבית13. בנוסף, מחשב נדרשים במהלך נדידה משיקה interneurons לצלחת קליפת המוח14,15. לבסוף, תפקיד עבור המחשב הוצע בהקמת קשרים סינפטיים של נוירונים בקליפת המוח16,17. בסך הכל, ממצאים אלה טוענים לתפקיד מכריע של המחשב בשלבים העיקריים של התפתחות קליפת המוח18,19 ולהעלות את הצורך לחקור את מעורבותם במנגנונים הפתולוגיים שבבסיס אנומליות של התפתחות קליפת המוח.
מחקרים שנערכו לאחרונה שיפרו במידה רבה את הבנתנו לגבי הבדלים תאיים ומולקולריים חשובים בין התפתחות קליפת המוח במודלים אנושיים ובעלי חיים, תוך הדגשת הצורך לפתח מערכות מודל אנושיות. בתפיסה זו, תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי האדם (hIPSCs) מייצגים גישה מבטיחה לחקר פתוגנזה של מחלות בהקשר גנטי ותאי רלוונטי. מודלים דו-ממדיים (2D) מבוססי תאים או רוזטות עצביות מכילים NSPCs דומים לאלה שנראו בקליפת המוח המתפתחת, שהופכים מאורגנים למבנים בצורת רוזט המראים קוטביות אפיקובסל נכונה20,21,222. יתר על כן, מערכת התרבות התלת-ממדית (3D) מאפשרת יצירת אורגנוידים עוריים שמכסים מחדש תכונות רבות של התפתחות קליפת המוח האנושית23,24,24,25,26. שתי גישות מידול משלימות אלה מבוססות תאים מציעות פרספקטיבות מרגשות לנתח את המעורבות של המחשב במהלך התפתחות נורמלית ופתולוגית של קליפת המוח.
כאן, אנו מספקים פרוטוקולים מפורטים עבור הדור והאפיון של רוזטות עצביות NSPCs נגזר, כמו גם organoids המוח הקדמי הגב. אנו מספקים גם פרוטוקולים מפורטים כדי לנתח את הביוגנזה ואת הפונקציה של PC הנוכחי על NSPCs על ידי בדיקת ההמרה של מסלול קיפוד סוניק וניתוח הדינמיקה של מולקולות מכריעות המעורבות במסלול זה. כדי לנצל את הארגון התלת-ממדי של האורגנוידים המוחיים, הקמנו גם שיטה פשוטה וחסכונית להדמיה תלת-ממדית של אורגנוידים מוחיים מחוסנים בטוטו המאפשרים רכישה מהירה, הודות למיקרוסקופ יריעת אור, של האורגנויד כולו, ברזולוציה גבוהה המאפשרת לדמיין מחשב על כל סוגי האבות הניאוקורטיים והנוירונים של האורגנויד כולו. לבסוף, התאמנו אימונוהיסטוכימיה על 150 מיקרומטר משטחים צפים חופשיים עם ניקוי ורכישה לאחר מכן באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי סריקה מהדהד המאפשר רכישת תמונה ברזולוציה גבוהה, אשר נדרש לניתוח מפורט של ביוגנזה ותפקוד PC. באופן ספציפי, תוכנת הדמיה תלת-ממדית מאפשרת שחזור תלת-ממדי של המחשב עם ניתוח מאוחר יותר של פרמטרים מורפולוגיים כולל אורך, מספר וכיוון של המחשב, כמו גם מדידת עוצמת האות של רכיבי ciliary לאורך האקסונמה.