Solidny i powtarzalny protokół generowania organoidów cewy nerwowej z pojedynczych embrionalnych komórek macierzystych myszy

Teresa Krammer; Elly M. Tanaka

doi:10.3791/67883

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Solidny i powtarzalny protokół generowania organoidów cewy nerwowej z pojedynczych embrionalnych komórek macierzystych myszy

463 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/67883

⸱

19 grudnia 2025

Teresa Krammer¹^,² , Elly M. Tanaka¹

¹Vienna BioCenter, Institute of Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Sciences (IMBA), ²Vienna BioCenter PhD Program, Doctoral School of the University of Vienna and Medical University of Vienna

W tym artykule

Podsumowanie

Trójwymiarowe organoidy cewy nerwowej (NTO) pochodzące z embrionalnych komórek macierzystych myszy są cennymi narzędziami do badania ośrodkowego układu nerwowego we wczesnym rozwoju. Tutaj przedstawiono krok po kroku demonstrację zoptymalizowanego protokołu do uprawy NTO in vitro, zapewniającego stabilne warunki hodowli oraz strategie rozwiązywania problemów dla niezawodnej, powtarzalnej generacji NTO.

Streszczenie

Rozwój ssaków to bardzo złożony proces, charakteryzujący się koniecznością precyzyjnego, zależnego od stężenia i czasu sygnalizacji dla prawidłowego tworzenia wzorców i morfogenezy. Pomimo znacznego postępu technologicznego i zdobytej wiedzy, wiele aspektów rozwoju ssaków pozostaje nieuchwytnych. Podczas badania całego organizmu trudno jest rozplątać efekty poszczególnych szlaków lub mechanizm, dzięki któremu bodźce zewnętrzne kierują interferencją otaczających tkanek i czynników. W radzeniu sobie z tą złożonością wyłoniły się trójwymiarowe (3D) modele in vitro , takie jak organoidy, jako cenne narzędzia. Organoidy, pochodzące z embrionalnych komórek macierzystych (ESC) lub indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych (iPSC), wykazują cechy tkankowe, które pod względem wzorców ekspresji i funkcjonalności bardzo przypominają ich odpowiedniki in vivo . Co ważne, zapewniają dostępność do manipulacji i szeroko zakrojonych badań biologicznych w kontrolowanych, eksperymentalnych warunkach. Pomimo pochodzenia z kultur pluripotentnych, systemy organoidalne często wykazują heterogeniczność i znaczną zmienność, co ogranicza ich użyteczność przy badaniu złożonych i złożonych zagadnień biologicznych. Dlatego istnieje pilna potrzeba szczegółowych protokołów mających na celu harmonizację procedur, które skutkują wysokiej jakością powtarzalnych danych, ograniczeniem używanych materiałów i, co ważne, umożliwieniem badania zawiłych zjawisk. W tym kontekście przedstawiono tutaj zoptymalizowany protokół hodowli organoidów cewki nerwowej (NTO) in vitro . Dzięki stabilnym warunkom hodowlanym i oferowaniu kompleksowych strategii rozwiązywania problemów, protokół ten umożliwia niezawodne i powtarzalne generowanie NTO, które stanowią odpowiedni model do badania istotnych zagadnień naukowych, w tym mechanizmów indukcji nerwowej, wzorowania i wczesnego rozwoju ośrodkowego układu nerwowego.

Wprowadzenie

Rozwój ssaków, rozpoczynający się od pojedynczej totipotentnej komórki macierzystej, to złożony proces, który obejmuje indukcję tworzenia wzorców i morfogenezę ^1,2. Ten rozwój wymaga ściśle regulowanych programów komórkowych do zarządzania dynamicznymi interakcjami między komórkami a ich środowiskiem. Komórki macierzyste mają wrodzoną zdolność do wykrywania, integrowania i reagowania na sygnały systemowe i lokalne, w tym gradienty morfogenów³, granice mechaniczne⁴, proliferację komórkową oraz przebudowę środowiska⁵. Zewnętrzne sygnały czas....