우리는 박사 마이클 워드 (NIH)에 대 한 기술적인 조언 iNeuron 차별화, 그리고 사바 Barlas 예비 이미지 분석에 대 한 이러한 절차의 디자인에 지적 입력을 위한 박사 에릭 Ullian (UCSF)를 감사 하 고 싶습니다.

저자는 공개 없다.

이 프로토콜에서 우리는 신경 cocultures의 3D 분야의 생산을 위한 체계적인 방법을 설명합니다. 분야 이다와는 독립적으로 파생 hPSCs에서 뉴런으로 구성 됩니다. 비록 하지이 프로토콜의 초점, 이다 hPSCs28 에서 순수한 인구의 세대는 중요 한 단계 이며 사전 경험 없이 수행 하는 경우에 기술적으로 도전적 일 수 있다. 이러한 시 냅 스 칩의 세대에서이 첫 번째 단계는 세심 한 타이밍 ...

이다는 구조 지원 이상 기능적인 책임의 다양 한 중앙 신경 시스템 (CNS) 내에서 매우 풍부한 glial 세포 유형입니다. 수용 성 synaptogenic 요인의 세포 외 기질 (ECM) 분 비를 통해 이다 설립 및 개발1동안 성숙한 시 냅 스의 클러스터링에 도움이. 그들은 또한 건강과 extracellular 신호2,3,,45, 시 냅 스의가 소성 유지에 중요 한 역할을 하 고 항상성의 장기 안정성을 세포 외 칼륨과 조미료, 뿐만 아니라 에너지 기질과 ATP6,,78의 분 비를 조절 하 여 환경. 마지막으로, 그들은9, extrasynaptic 전류 영향을 미치는 의해 neurotransmission에 기여할 수 있는 고 수 직접 다른 세포 유형 myelination10홍보 등을 통해 활동 영향. 중요 한 것은, 비정상적인 또는 이다의 부전 이어질 수 많은 neurodevelopmental 증후군 성인 neuropathology, 이므로 개선에 대 한 순서로 함께 설계 된 신경망에서 뉴런 이다를 포함 하는 명백한 필요가 내 생 두뇌 환경 모델입니다. 이다의 필수적인 특성 신경 시 냅 스1,,1112양식 동적 상호 작용을 그들의 능력입니다. 명과의 부재에서 신경 시 냅 스, 일반적으로 또한 기능 성숙13부족의 제한 된 수를 형성 한다.
인간의 이다 표시, transcriptional, 형태학 및 기능적 특성-분기, 뿐만 아니라 종의 유전자의 증가 크기와 복잡성 등-는 설치류12,14에 지 하지는 15. 그 결과, 인간의 만능 줄기 세포 (hPSC)를 활용 하 여 연구-파생된 신경 세포 소설 치료, 부상, 모델과 문화 패러다임16 개발 하는 동안 생체 외에서 CNS 관련 질병 검사의 수단으로 널리 수용 되는 ,17. 또한, hPSCs 인간 시 냅 스 형성 및 기본 조직18,19에 대 한 필요 없이 기능 연구를 허용합니다.
시 냅 스 회로 기능에 기여 하는 다양 한 세포 유형 및 신호에 대 한 우리의 이해에 방 벽은 인간 두뇌의 관련 모델의 부족 이다. 높은 정확도와 재현성의 시 냅 스 네트워크를 정리 하는 적절 한 플랫폼에 대 한 필요가 있다. 최근, 관심 3D 문화 시스템의 생산에서 나왔다 ('organoids,'로 널리 알려진 'spheroids,' 또는 '미니 두뇌') 휴대 및 매크로 수준에서 구조 하는 복잡 한 3 차원 (3D)를20 . 3D 문화 시스템은 일반적으로 결 석 하 또는 제한 된 일반적인 2D coculture 패러다임21,22동안 ECM 및 셀 상호 작용을 유지 합니다. 기술의 풍부한 3D 신경 spheroids23,,2425; 경작에 대 한 존재 그러나, 많은 긴 문화 기간 필요 (년 개월) 자연 개발 및 레이어 보존, 사용자 아주 작은 제어할 출력 전시.
여기, 우리가 설명 하는 체계적인 방법을 빠르게 하 고 지속적으로 여러 세포 유형 (사전 차별화 된 뉴런을 이다) 간의 bioengineer 신경 상호 작용 영역 cocultures ('소행성')26으로 셀을 조립 하 여 hPSCs에서 파생 된 는 정리 차원에서 인간의 특정 형태학 복잡. 이 고밀도 신경 시스템 균등 하 게 분산 된 신경 하위 시간이 지남에 성숙한 속성에 걸릴 하 고 상영 하거나 높은 처리량 방식에서 분석을 생성 합니다. 처음으로 인간의 이다 이러한 3D cocultures에서 시 냅 스 네트워크 버스트 활동 유도 대 한 설명 합니다. 또한,이 프로토콜은 다른 크기, CNS의 다른 지역 id에 지정 된 셀을 사용 하 고 여러 다른 종류의 세포로 원하는 상호 작용을 공부 하는 분야를 생성에 쉽게 적응.

<table><tbody><tr><td>6 well plate</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-772-1B</td><td></td></tr><tr><td>15 mL conical tubes</td><td>Olympus Plastics</td><td>28-101</td><td></td></tr><tr><td>Accutase</td><td>Sigma</td><td>A6964-100ML</td><td>Detachment solution</td></tr><tr><td>AggreWell plate</td><td>Stemcell Technologies</td><td>34850</td><td></td></tr><tr><td>Anti-Adherence Rinsing Solution</td><td>Stemcell Technologies</td><td>7010</td><td>Prevent cell adhesion to microwell plates</td></tr><tr><td>Anti/anti</td><td>Thermofisher</td><td>15240062</td><td></td></tr><tr><td>B27</td><td>Thermofisher</td><td>17504044</td><td>Media Supplement</td></tr><tr><td>BrainPhys neuronal medium</td><td>Stemcell Technologies</td><td>5790</td><td>Neurophysiological basal medium alternative</td></tr><tr><td>Circular glass coverslips</td><td>Neuvitro</td><td>GG-12-oz</td><td></td></tr><tr><td>Cryostor CS10</td><td>Stemcell Technologies</td><td>7930</td><td>Cryopreservation medium with 10% DMSO</td></tr><tr><td>DMEM/F12</td><td>Thermofisher</td><td>10565-042</td><td>With GlutaMAX supplement</td></tr><tr><td>DMH-1</td><td>Stemcell Technologies</td><td>73634</td><td>HAZARD: Toxic if swallowed. Working concentration: 2 &amp;mu;M</td></tr><tr><td>Donkey serum</td><td>Lampire Biological Laboratories</td><td>7332100</td><td>Working concentration: 5% in primary blocking buffer, 1% in secondary blocking buffer</td></tr><tr><td>Doxycycline Hydrochloride (Dox)</td><td>Sigma</td><td>D3072-1ml</td><td>HAZARD: Toxic for pregnant women. Working concentration: 2 &amp;mu;g/mL</td></tr><tr><td>Epidermal growth factor (EGF)</td><td>Peprotech</td><td>AF-100-15</td><td>Working concentration: 10 ng/mL</td></tr><tr><td>Fibroblast growth factor-2 (FGF)</td><td>Peprotech</td><td>100-18B</td><td>Working concentration: 10 ng/mL</td></tr><tr><td>Fluoromount-G mounting solution</td><td>Southern Biotech</td><td>0100-01</td><td></td></tr><tr><td>Glass slides</td><td>Fisherbrand</td><td>22-037-246</td><td></td></tr><tr><td>Goat serum</td><td>Lampire Biological Laboratories</td><td>7332500</td><td>Working concentration: 5% in primary blocking buffer, 1% in secondary blocking buffer</td></tr><tr><td>Hemacytometer or automatic cell counter</td><td>Life Technologies</td><td>AMQAX1000</td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td>Sigma</td><td>H3149-50KU</td><td>Working concentration: 2 mg/mL</td></tr><tr><td>Magnetic plate</td><td>DLAB</td><td>8030170200</td><td></td></tr><tr><td>Matrigel membrane matrix</td><td>Corning</td><td>354230</td><td>ECM coating solution. Working concentration: 80 &amp;mu;g/ml. Prepare on ice and ensure that pipettes, tubes, and media are pre-chilled.</td></tr><tr><td>MEA 2100 System</td><td>Multichannel Systems</td><td>MEA2100</td><td></td></tr><tr><td>Mounting solution</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>N2</td><td>Thermofisher</td><td>17502048</td><td>Media Supplement</td></tr><tr><td>OCT</td><td>Tissue-Tek</td><td>4583</td><td>Tissue embedding solution for cryosectioning</td></tr><tr><td>Pap Pen (Aqua Hold)</td><td>Scientific Device Laboratory</td><td>9804-02</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyde (PFA)</td><td>Acros Organics</td><td>169650025</td><td>HAZARD: Toxic if inhaled. Working concentration: 4% in PBS</td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline (PBS)</td><td>Stemcell Technologies</td><td>CA008-300</td><td></td></tr><tr><td>Poly-l-ornithine (PLO)</td><td>Sigma</td><td>P3655-100MG</td><td>Working concentration: 0.5 mg/mL</td></tr><tr><td>Rectangular glass cover slips</td><td>Fisherfinest Premium Superslip</td><td>12-545-88</td><td></td></tr><tr><td>ReLeSR</td><td>Stemcell Technologies</td><td>5872</td><td>Detachment and passaging reagent</td></tr><tr><td>Rho-Kinase Inhibitor Y27632- (Y)</td><td>Tocris</td><td>1254</td><td>Working concentration: 10 uM</td></tr><tr><td>SB431542</td><td>Stemcell Technologies</td><td>72234</td><td>Working concentration: 2 &amp;mu;M</td></tr><tr><td>Spinner flasks</td><td>Fisher Scientific</td><td>4500-125</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Fisher Chemical</td><td>S5-3</td><td>Working concentration: 20% or 30% in PBS</td></tr><tr><td>T25 Culture Flask</td><td>Olympus Plastics</td><td>25-207</td><td>Vented caps</td></tr><tr><td>T75 Culture Flask</td><td>Olympus Plastics</td><td>25-209</td><td>Vented caps</td></tr><tr><td>Terg-A-zyme</td><td>Sigma</td><td>Z273287-1EA</td><td>Detergent. Working concentration: 1%</td></tr><tr><td>TeSR-E8 basal medium</td><td>Stemcell Technologies</td><td>5940</td><td>Human pluripotent stem cell (hPSC) medium</td></tr><tr><td>TeSR-E8 supplements</td><td>Stemcell Technologies</td><td>5940</td><td>Supplements for human pluripotent stem cell medium</td></tr><tr><td>TritonX-100</td><td>Sigma</td><td>X100-500ML</td><td>Detergent for cell permeabilization. Working concentration: 0.25% in blocking buffer</td></tr><tr><td>Trypan blue</td><td>Invitrogen</td><td>T10282</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Antibodies&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>AlexaFluor 488</td><td>Thermofisher</td><td>A-11029</td><td>Secondary antibody</td></tr><tr><td>AlexaFluor 594</td><td>Thermofisher</td><td>A-11037</td><td>Secondary antibody</td></tr><tr><td>Ezrin</td><td>Thermofisher</td><td>MA5-13862</td><td>Primary antibody; astrocytes perisynaptic</td></tr><tr><td>GFAP</td><td>Chemicon</td><td>MAB360</td><td>Primary antibody; astrocytes</td></tr><tr><td>GFP</td><td>Aves</td><td>GFP-1020</td><td>Primary antibody; astrocytes</td></tr><tr><td>Glt1</td><td>Gift from Dr. Jeffrey Rothstein</td><td>n/a</td><td>Primary antibody; astrocytes</td></tr><tr><td>Homer</td><td>Synaptic Systems</td><td>160 011</td><td>Primary antibody; neurons, post-synaptic</td></tr><tr><td>MAP2</td><td>Synaptic Systems</td><td>188 004</td><td>Primary antibody; neurons</td></tr><tr><td>PSD95</td><td>Abcam</td><td>ab2723</td><td>Primary antibody; neurons, post-synaptic</td></tr><tr><td>S100</td><td>Abcam</td><td>ab868</td><td>Primary antibody; astrocytes</td></tr><tr><td>Synapsin 1</td><td>Synaptic Systems</td><td>106 103</td><td>Primary antibody; neurons, pre-synaptic</td></tr><tr><td>TuJ1/&amp;beta;3-tubulin (TUBB3)</td><td>Covance</td><td>MMS-435P</td><td>Primary antibody; neurons</td></tr></tbody></table>

synaptic microcircuit modeling with 3d cocultures of astrocytes and neurons from human pluripotent stem cells

시 냅 스 회로 기능에 기여 하는 다양 한 세포 유형 및 신호에 대 한 우리의 이해에 방 벽은 인간의 뇌 연구 관련 모델의 부족 이다. 이 문제를 해결 하려면 한 신흥 기술을 3 차원 (3D) 신경 세포 배양, 'organoids' 또는 'spheroids', extracellular 접착 분자를 포함 하 여 세포 상호 작용의 장기 보존에 대 한 나의 사용 이다. 그러나, 이러한 문화 시스템은 시간 소모 하 고 체계적으로 생성 된. 여기, 우리 신속 하 고 지속적으로 신경의 3D cocultures을 생산 하는 방법에 자세히 설명 하 고 인간 만능에서 이다 줄기 세포. 첫째, 미리 차별화 이다 신경 창시자는 해리와 계산. 다음으로, 셀 영역을 형성 결합 되어 요리로 키 니 아 제 억제제와 재현 크기의 구체를 생산 하는 특정 비율에. 몇 주 후 문화의 부동 구체로, cocultures ('소행성') 마지막으로 immunostaining에 대 한 구분 또는 시 냅 스 밀도 강도 측정 하는 multielectrode 배열에 따라 도금. 일반적으로,이 프로토콜 표시 성숙한 세포 유형 제한 표식, 기능 시 냅 스를 형성 하 고는 자발적 시 냅 스 네트워크 버스트 활동 전시 3D 신경 분야를 얻을 것입니다 예상 된다. 함께,이 시스템 단층 문화에 비해 더 적합 한 모델에서 약물 검사와 질병의 메커니즘에 대 한 조사를 허용 합니다.

제대로 수행 하는 경우이 프로토콜으로 이다28,33,34 와 뉴런35 (그림 1A-1C), hPSCs에서 생성 된 기능 cocultures의 정의 된 인구를 생산할 예정 이다 26 이전 상세 하 고 여기에 설명 된 단계 2.1-2.2. 이 단계적 절차, microwell 접시를 사용 하 여...

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Synaptic Microcircuit Modeling with 3D Cocultures of Astrocytes and Neurons from Human Pluripotent Stem Cells

이 프로토콜에서 결합 해리 인간의 pluripotent 줄기 세포 파생 뉴런에 대 한 재현 방법에 설명 하 고 이다 3D에 범위 cocultures, 무료 부동 조건, 그리고 이후 이러한 분야를 유지 하 immunoanalysis와 multielectrode 배열 녹음 분야의 측정 시 냅 스 회로 활동.

3D Cocultures 이다 인간 만능 줄기 세포에서 신경 세포의 시 냅 스 마이크로 회로 모델링

A barrier to our understanding of how various cell types and signals contribute to synaptic circuit function is the lack of relevant models for studying ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

12.2K 조회수.  Houston Methodist Research Institute. 이 프로토콜에서 결합 해리 인간의 pluripotent 줄기 세포 파생 뉴런에 대 한 재현 방법에 설명 하 고 이다 3D에 범위 cocultures, 무료 부동 조건, 그리고 이후 이러한 분야를 유지 하 immunoanalysis와 multielectrode 배열 녹음 분야의 측정 시 냅 스 회로 활동.

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An Optogenetic Approach for Assessing Formation of Neuronal Connections in a Co-culture System

Here we describe a protocol to generate a co-culture consisting of 2 different neuronal populations. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are reprogrammed from human fibroblasts using episomal vectors. Colonies of iPSCs can be observed 30 days after initiation of fibroblast reprogramming. Pluripotent colonies are manually picked and grown in neural induction medium to permit differentiation into neural progenitor cells (NPCs). iPSCs rapidly convert into neuroepithelial cells within 1 week and retain the capability to self-renew when maintained at a high culture density. Primary mouse NPCs are differentiated into astrocytes by exposure to a serum-containing medium for 7 days and form a monolayer upon which embryonic day 18 (E18) rat cortical neurons (transfected with channelrhodopsin-2 (ChR2)) are added. Human NPCs tagged with the fluorescent protein, tandem dimer Tomato (tdTomato), are then seeded onto the astrocyte/cortical neuron culture the following day and allowed to differentiate for 28 to 35 days. We demonstrate that this system forms synaptic connections between iPSC-derived neurons and cortical neurons, evident from an increase in the frequency of synaptic currents upon photostimulation of the cortical neurons. This co-culture system provides a novel platform for evaluating the ability of iPSC-derived neurons to create synaptic connections with other neuronal populations.

A protocol to generate a co-culture system consisting of neurons derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs), primary cortical neurons and astrocytes is described. This co-culture system allows detection of the formation of synaptic contacts and circuits between new, iPSC-derived neurons and pre-existing cortical neurons expressing channelrhodopsin-2.

공동 문화 시스템에 신경 연결의 형성을 평가하기위한 Optogenetic 접근

Here we describe a protocol to generate a co-culture consisting of 2 different neuronal populations. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are ...

연구

발생학

Rapid Neuronal Differentiation of Induced Pluripotent Stem Cells for Measuring Network Activity on Micro-electrode Arrays

Neurons derived from human induced Pluripotent Stem Cells (hiPSCs) provide a promising new tool for studying neurological disorders. In the past decade, many protocols for differentiating hiPSCs into neurons have been developed. However, these protocols are often slow with high variability, low reproducibility, and low efficiency. In addition, the neurons obtained with these protocols are often immature and lack adequate functional activity both at the single-cell and network levels unless the neurons are cultured for several months. Partially due to these limitations, the functional properties of hiPSC-derived neuronal networks are still not well characterized. Here, we adapt a recently published protocol that describes production of human neurons from hiPSCs by forced expression of the transcription factor neurogenin-212. This protocol is rapid (yielding mature neurons within 3 weeks) and efficient, with nearly 100% conversion efficiency of transduced cells (&#62;95% of DAPI-positive cells are MAP2 positive). Furthermore, the protocol yields a homogeneous population of excitatory neurons that would allow the investigation of cell-type specific contributions to neurological disorders. We modified the original protocol by generating stably transduced hiPSC cells, giving us explicit control over the total number of neurons. These cells are then used to generate hiPSC-derived neuronal networks on micro-electrode arrays. In this way, the spontaneous electrophysiological activity of hiPSC-derived neuronal networks can be measured and characterized, while retaining interexperimental consistency in terms of cell density. The presented protocol is broadly applicable, especially for mechanistic and pharmacological studies on human neuronal networks.

We modify and implement a previously published protocol describing the rapid, reproducible, and efficient differentiation of human&#160;induced&#160;Pluripotent Stem Cells (hiPSCs) into excitatory cortical neurons12. Specifically, our modification allows for control of neuronal cell density and use on micro-electrode arrays to measure electrophysiological properties at the network level.

마이크로 전극 배열에 네트워크 활동을 측정하기위한 유도 다 능성 줄기 세포의 빠른 신경 세포의 분화

Neurons derived from human induced Pluripotent Stem Cells (hiPSCs) provide a promising new tool for studying neurological disorders. In the past decade, ...

Interfacing 3D Engineered Neuronal Cultures to Micro-Electrode Arrays: An Innovative In Vitro Experimental Model

Currently, large-scale networks derived from dissociated neurons growing and developing in vitro on extracellular micro-transducer devices are the gold-standard experimental model to study basic neurophysiological mechanisms involved in the formation and maintenance of neuronal cell assemblies. However, in vitro studies have been limited to the recording of the electrophysiological activity generated by bi-dimensional (2D) neural networks. Nonetheless, given the intricate relationship between structure and dynamics, a significant improvement is necessary to investigate the formation and the developing dynamics of three-dimensional (3D) networks. In this work, a novel experimental platform in which 3D hippocampal or cortical networks are coupled to planar Micro-Electrode Arrays (MEAs) is presented. 3D networks are realized by seeding neurons in a scaffold constituted of glass microbeads (30-40 &#181;m in diameter) on which neurons are able to grow and form complex interconnected 3D assemblies. In this way, it is possible to design engineered 3D networks made up of 5-8 layers with an expected final cell density. The increasing complexity in the morphological organization of the 3D assembly induces an enhancement of the electrophysiological patterns displayed by this type of networks. Compared with the standard 2D networks, where highly stereotyped bursting activity emerges, the 3D structure alters the bursting activity in terms of duration and frequency, as well as it allows observation of more random spiking activity. In this sense, the developed 3D model more closely resembles in vivo neural networks.

Interfacing 3D Engineered Neuronal Cultures to Micro-Electrode Arrays: An Innovative In Vitro Experimental Model

In this work, a novel experimental model in which 3D neuronal cultures are coupled to planar Micro-Electrode Arrays (MEAs) is presented. 3D networks are built by seeding neurons in a scaffold made up of glass microbeads on which neurons grow and form interconnected 3D structures.

마이크로 전극 배열에 3D 엔지니어링의 연결을 문화의 인터페이스 : 혁신을<em&gt; 체외</em&gt; 실험 모델

Currently, large-scale networks derived from dissociated neurons growing and developing in vitro on extracellular micro-transducer devices are the ...

신경과학

Co-Culturing Microglia and Cortical Neurons Differentiated from Human Induced Pluripotent Stem Cells

The ability to generate microglia from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) provides new tools and avenues for investigating the role of microglia in health and disease. Furthermore, iPSC-derived microglia can be maintained in co-culture with iPSC-derived cortical neurons, which enable investigations of microglia-neuron interactions that are hypothesized to be dysregulated in a number of neuropsychiatric disorders. Human iPSCs were differentiated to generate microglia using an adapted version of a protocol developed by the Fossati group, and the iPSC-derived microglia were validated with marker analysis and real-time PCR. Human microglia generated using this protocol were positive for the markers CD11C, IBA1, P2RY12, and TMEM119, and expressed the microglial-related genes AIF1, CX3CR1, ITGAM, ITGAX, P2RY12, and TMEM119. Human iPSC-derived cortical neurons that had been differentiated for 30 days were plated with microglia and maintained in co-culture until day 60, when experiments were undertaken. The density of dendritic spines in cortical neurons in co-culture with microglia was quantified under baseline conditions and in the presence of pro-inflammatory cytokines. In order to examine how microglia modulate neuronal function, calcium imaging experiments of the cortical neurons were undertaken using the calcium indicator Fluo-4 AM. Live calcium activity of cortical neurons was obtained using a confocal microscope, and fluorescence intensity was quantified using ImageJ. This report describes how co-culturing human iPSC-derived microglia and cortical neurons provide new approaches to interrogate the effects of microglia on cortical neurons.

This protocol describes a methodology to differentiate microglia from human iPSCs and maintain them in co-culture with iPSC-derived cortical neurons in order to study mechanistic underpinnings of neuroimmune interactions using human neurons and microglia.

The ability to generate microglia from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) provides new tools and avenues for investigating the role of microglia ...

Establishment of an Electrophysiological Platform for Modeling ALS with Regionally-Specific Human Pluripotent Stem Cell-Derived Astrocytes and Neurons

Human pluripotent stem cell-derived astrocytes (hiPSC-A) and neurons (hiPSC-N) provide a powerful tool for modeling Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) pathophysiology in vitro. Multi-electrode array (MEA) recordings are a means to record electrical field potentials from large populations of neurons and analyze network activity over time. It was previously demonstrated that the presence of hiPSC-A that are differentiated using techniques to promote a spinal cord astrocyte phenotype improved maturation and electrophysiological activity of regionally specific spinal cord hiPSC-motor neurons (MN) when compared to those cultured without hiPSC-A or in the presence of rodent astrocytes. Described here is a method to co-culture spinal cord hiPSC-A with hiPSC-MN and record electrophysiological activity using MEA recordings. While the differentiation protocols described here are particular to astrocytes and neurons that are regionally specific to the spinal cord, the co-culturing platform can be applied to astrocytes and neurons differentiated with techniques specific to other fates, including cortical hiPSC-A and hiPSC-N. These protocols aim to provide an electrophysiological assay to inform about glia-neuron interactions and provide a platform for testing drugs with therapeutic potential in ALS.

We describe a method for differentiating spinal cord human induced pluripotent-derived astrocytes and neurons and their co-culture for electrophysiological recording.

지역별 인간 만능줄기세포 유래 성상세포 및 뉴런을 이용한 ALS 모델링을 위한 전기생리학적 플랫폼 구축

Human pluripotent stem cell-derived astrocytes (hiPSC-A) and neurons (hiPSC-N) provide a powerful tool for modeling Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) ...

iPSC 유래 뉴런 및 성상세포의 3D 바이오프린팅 공동 배양

Three-Dimensional Bioprinting of Human iPSC-Derived Neuron-Astrocyte Cocultures for Screening Applications

For a cell model to be viable for drug screening, the system must meet throughput and homogeneity requirements alongside having an efficient development time. However, many published 3D models&#160;do not satisfy these criteria. This therefore, limits their usefulness in early drug discovery applications. Three-dimensional (3D) bioprinting is a novel technology that can be applied to the development of 3D models to expedite development time, increase standardization, and increase throughput. Here, we present a protocol to develop 3D bioprinted coculture models of human induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived glutamatergic neurons and astrocytes. These cocultures are embedded within a hydrogel matrix of bioactive peptides, full-length extracellular matrix (ECM) proteins, and with a physiological stiffness of 1.1 kPa. The model can be rapidly established in 96-well and 384-well formats and produces an average post-print viability of 72%. The astrocyte-to-neuron ratio in this model is shown to be 1:1.5, which is within the physiological range for the human brain. These 3D bioprinted cell populations also show expression of mature neural cell type markers and growth of neurite and astrocyte projections within 7 days of culture. As a result, this model is suitable for analysis using cell dyes and immunostaining techniques alongside neurite outgrowth assays. The ability to produce these physiologically representative models at scale makes them ideal for use in medium-to-high throughput screening assays for neuroscience targets.

저자 스포트라이트: 3D 세포 모델링의 발전 – 신경 공배양을 위한 고처리량 접근 방식 

Here, we present a protocol to produce 3D-bioprinted cocultures of iPSC-derived neurons and astrocytes. This coculture model, generated within a hydrogel scaffold in 96- or 384-well formats, demonstrates high post-print viability and neurite outgrowth within 7 days and shows the expression of maturity markers for both cell types.

스크리닝 응용 분야를 위한 인간 iPSC 유래 뉴런-성상세포 공동 배양의 3차원 바이오프린팅

For a cell model to be viable for drug screening, the system must meet throughput and homogeneity requirements alongside having an efficient development ...

Building Three-Dimensional Neuronal Networks Coupled to Micro-Electrode Arrays

Source: Tedesco, M., et al., <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/53080">Interfacing 3D Engineered Neuronal Cultures to Micro-Electrode Arrays: An Innovative In Vitro Experimental Model.</a> J. Vis. Exp. (2015)
This video demonstrates the development of a 3D neuronal culture coupled to a planar microelectrode array with hippocampal neurons. The isolated neurons form a 2D network on the microelectrode array&#39;s active area and adhere to glass microbeads in a multi-well plate with a membrane insert. Upon transferring these neuron-coated microbeads to the electrode, they organize into an interconnected 3D neural network.

micro-electrode arrays에 결합된 3차원 뉴런 네트워크 구축

All procedures involving sample collection have been performed in accordance with the institute&#39;s IRB guidelines.
1. Dissection of Embryos and ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuroscience

Neuronal Culture Techniques

Advanced Neuronal Models

Utilizing Multielectrode Arrays to Measure Synaptic Physiology in 3D Coculture Spheres

Source: Cvetkovic, C., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/58034">Synaptic Microcircuit Modeling with 3D Cocultures of Astrocytes and Neurons from Human Pluripotent Stem Cells.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates the procedure of using the multielectrode array (MEA) to measure synaptic physiology in 3D coculture spheres. This method allows to understand the neural network dynamics and synaptic network burst activity within the 3D spheres.

Multielectrode Arrays를 활용하여 3D 공동 배양 구에서 시냅스 생리학을 측정합니다.

Measurement of Live Synaptic Physiology with Multielectrode Arrays (MEAs)
1. Prepare MEAs for cell culture.

	Clean the surface of each MEA with 1 mL of ...

3D Cocultures 이다 인간 만능 줄기 세포에서 신경 세포의 시 냅 스 마이크로 회로 모델링

요약

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Co-Culturing Microglia and Cortical Neurons Differentiated from Human Induced Pluripotent Stem Cells

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