Den primære cilium er en mikrotubulus-baserede dynamisk subcellulært afsnit, der fungerer som en sensorisk antenne i koordineringen cellulære signalveje, herunder Sonic Hedgehog (Shh) pathway under embryonisk neuronal udvikling ^{1, 2,} og opdelte subcellulære signalering hos voksne neuronal funktion ^{3, 4} . Signalering komponenter af disse veje såsom Shh receptoren Patched ^5; reaktionsvejen aktivator Smoothened (Smo) ^6; og Gpr161 ^7, sjældne G-protein-koblet receptor (GPCR), som negativt regulerer Shh pathway, lokalisere til cilier på en dynamisk måde. Flere GPCR'er er blevet rapporteret at lokalisere til cilia i neuroner i hjernen ^{7, 8, 9, 10} </^{sup>, 11, 12, 13, 14, 15, 16.} Defekter i cilier og cilia-genererede signalveje påvirker multiple væv og er kollektivt kendt som ciliopathies ^{17, 18, 19.} Den ciliopathy sygdomsspektrum omfatter ofte neuro defekter, såsom kraniofaciale abnormiteter ^{20, 21, 22.} Desuden primære cilier i hypothalamus neuroner regulerer centrale mæthed veje, og defekter resulterer i det centrale fedme ^23, spejling fedme i syndromisk ciliopathies såsom Bardet Biedel syndrom ^24. Desuden Neuropeptidreceptoren signalering i cilia regulerer central mæthed veje i ^{11, 14.} Ciliære lokalisering af adenylylcyclase III (ACIII) og GPCR'er såsom somatostatinreceptor 3 i hippocampale neuroner resulterer i hidtil ukendte defekter objekt anerkendelse og hukommelsessvigt ^{25, 26} og parallel manglende ciliær integritet ^27. De udviklingsmæssige aspekter af cilier-genererede signalering er nært knyttet til vævshomeostase; navnlig cilier er vigtige for udviklingen af Shh-undertype medulloblastomer forbindelse granula progenitorer i cerebellum ^{28, 29.} Således primære cilier spille vigtige roller i løbet af embryonale, postnatal og voksne neuronal udvikling og funktion.

Neurale stamceller (NSC) bosiddende i subventrikulære zone (SVZ) af den laterale ventrikel, den subgranulære zone af gyrus dentatus i hippocampus, ogventrikulær zone af den tredje ventrikel i hypothalamus hos pattedyr ^{30, 31, 32.} NSC er multipotente, besidder evnen til selv-fornyelse, og er vigtige for hjernens udvikling og regenerativ medicin ^30. De fleste NSC'er i SVZ'en er hvilende og besidde et ensomt primær cilium, at i mange tilfælde strækker ud til den laterale ventrikel ^33. De primære cilium signaler via lokaliseringen af forskellige receptorer, inducere nedstrøms cellulære responser, især i forbindelse med Shh, TGFp, og receptortyrosinkinase pathways ^{2, 34, 35, 36.} Idet primære cilier strækker sig ind i laterale ventrikel, antages det primære cilier detektere cytokiner i cerebrospinalvæsken (CSF) for at aktivere NSC'er ³⁷ </sop>. Nylige undersøgelser tyder på, at Shh signalvejen og primære cilier er kritiske for aktiveringen af stamceller i reparation og regenerering af multiple væv, herunder lugteepitelet, lunge og nyre ^{38, 39, 40, 41.} Imidlertid er de mekanismer, ved hvilke CSF kommunikerer med NSC'er og enten primære cilier er involveret er ikke kendt. Adhærente NSC'er i kultur er cilierede; lokalisere Shh pathway komponenter, såsom Smo og Gpr161 i cilia; og er Shh lydhøre ^42. Således kan NSC'er tjene som et vigtigt modelsystem til at studere Shh pathway, ciliær handel, og neuronale differentieringsveje. Desuden kan neuroner differentierede fra NSC'er også anvendes til ciliær trafficking assays.

Neurosfærer udgøres af klynger af fritflydende celler i forbindelse med spredning af neural stamceller / progenitorceller, der vokser i nærvær af specifikke vækstfaktorer og ikke-adhæsive overflader ^{43, 44.} Neurosfærer tjener som vigtig in vitro kultur modeller til at studere neurale stamceller / progenitorceller i normal udvikling og sygdom ^{31, 45, 46, 47.} Her beskriver vi en neurosfære-baseret assay til dyrkning neurale stam- / progenitorceller og for differentiering til neuroner / glia. Vi understreger især handel med signalering komponenter til cilia af neurale stam- / progenitorceller og differentierede neuroner (figur 1). I modsætning til dyrkning primære neuroner, primære neurosfærer er forholdsvis let at dyrke, er modtagelige for multiple passager og fryse-tø-cykler, og kan undergå differentiering til neuroner / glia. Vigtigst vi fastslå, at neurosfære-afledte neuralestamceller / progenitorceller og differentierede neuroner cilierede i kultur og lokalisere signalmolekyler relevante for ciliefunktionen i disse rum. Neurosphære-baserede dyrkningsmetoder kan tjene som en ideel model for at studere ciliogenesis og ciliaere handel med NSC'er og differentierede neuroner.