Embrionalne komórki macierzyste (ESC) są pluripotencjalne i mogą różnicować się w neuronalne komórki prekursorowe (NPC), a następnie w neurony w określonych warunkach1. Neurogeneza oparta na ESC stanowi najlepszą platformę do naśladowania neurogenezy, służąc w ten sposób jako użyteczne narzędzie do badań biologii rozwojowej i potencjalnie pomagając w medycynie regeneracyjnej2,3. W ciągu ostatnich dziesięcioleci opisano wiele strategii indukowania neurogenezy embrionalnej, takich jak metoda transgeniczna4, przy użyciu małych cząsteczek5, przy użyciu mikrośrodowiska matrycy 3D6, oraz technika współhodowli7. Jednak większość z tych protokołów jest albo ograniczona pod względem warunków, albo trudna w obsłudze, dlatego nie nadają się do użytku w większości laboratoriów.
Aby znaleźć łatwą w obsłudze i tanią metodę skutecznego różnicowania neuronów od mESC, zastosowano tutaj kombinatoryczną strategię przesiewową. Jak opisano w Rysunek 1, cały proces neurogenezy embrionalnej został podzielony na 2 fazy. Faza I odnosi się do procesu różnicowania się od mESC do NPC, a faza II odnosi się do późniejszego różnicowania się od NPC do neuronów. Opierając się na zasadach łatwej obsługi, niskich kosztów, łatwo dostępnych materiałów i wysokiej wydajności różnicowania, wybrano siedem protokołów w Fazie I i trzy protokoły w Fazie II w oparciu o tradycyjny przylegający system hodowli jednowarstwowej lub system tworzenia ciał zarodkowych8,9. Efektywność różnicowania protokołów w obu fazach oceniano za pomocą obserwacji morfologii komórek i testu immunofluorescencji. Łącząc najbardziej efektywny protokół każdej fazy, opracowaliśmy zoptymalizowaną metodę różnicowania neuronów od mESC.