ひと神経前駆細胞 (Npc) における神経発達学的表現型の迅速な検出

単純な生物とマウス モデルの使用は、基本的な脳の発達と病気の発症のメカニズムを解明しました。これらの進歩にもかかわらず多くの神経疾患の病因は、単純な生物でないすべての調査結果がヒトの疾患の複雑な側面に直接関連するのでとらえどころのないままです。さらに、複雑な人間の脳はしばしばモデル発達困難し、動物の疾患します。進化とひと誘導多能性幹細胞 (hiPSCs) の技術の進歩で、体細胞は幹細胞に再プログラム、人間の病気を研究する神経細胞に分化できます。(ゲノミクス、トランスクリプトミクス、プロテオミクス、メタボロミクス) hiPSCs と「弔」技術進歩は、人間の脳の発達の理解に革命を約束します。これらの技術今可能する「精密医療」アプローチ ケースバイ ケースに基づいて精神神経疾患評価に。

による疾患モデリング] フィールドに現在の主食は、単分子膜の特定の神経細胞に細胞を区別するためにまたは脳開発^{1、2の面を要約する、organoid と呼ばれる 3次元培養システムを使用するには 3}。これらのシステムは、非常に貴重な勉強と人間の発達と病気^4,5,6、7のユニークな側面の覆いを取るされています。ただし、培養神経細胞およびオルガノイドしばしば必要どこでも数週間から文化ヶ月勉強する準備ができている前に。これらのプロトコルおよびこれらの文化のシステムは多くの場合実行できる実験の数とテストすることができます (成長因子や薬物) のような変数の数を制限を維持するために必要なリソースの量の時間がかかる性質。また、ポスト mitotic ニューロンとオルガノイドを利用した多くの研究は、樹状突起やシナプス形成などの開発で後で発生するプロセスに焦点を当てています。これらのプロセスは、自閉症や統合失調症などの発達障害の病理に関与している中、決定的な神経分化する前に発生する発達イベント前、にとっても重要病因^{8 ,9,10、11,12,13}。確かに、最近のゲノム研究は増殖、プロセスの副産物と移行で構成されます – 胎児の期間は自閉症病因^11,14で特に重要であるを示す.したがって、神経幹・前駆細胞集団これら以前のプロセスを理解するを検討することが重要です。Organoid システムは、人間の脳の開発のより良い考えを要約を自分の 3 D 自然と組織構造のため、これらの以前のイベントのいくつかの研究に利用されている前駆プール含みます。しかし、オルガノイドの前駆細胞の人口は疎頻繁、神経幹や前駆細胞^5,15よりも放射状グリア細胞のましょう。したがって、積極的に増殖の細胞の神経発達の初期の段階を勉強する高スループット方法を持つことが有益ででしょう。

演習では、我々 はこと由来神経前駆細胞 (Npc) は増殖性が高い、増殖、細胞遊走などの神経発達のプロセスを研究する神経幹・前駆細胞の混合された人口を使用してプロトコルを作成していると初期過程 (突起) の拡張機能です。これらの試金は正常ラットとマウス皮質文化^{16,17,18,19,20、神経発達を研究する何十年も私たちの研究室で使用される技術から開発されました。 21,22,23}。重要なは、それも表現型およびラットおよびマウスの培養システムで定義されている規制信号がアクティブある生体内で、これらのテクニックの^16,の値を示すメカニズムの有力な予測が示された^17,18,19,24。Npc に hiPSCs の初期分化後これらのメソッドにより数日のうちで重要な発達過程を研究することであります。これらのメソッドは、多くの利点を持っている: (1) 彼らは、少し高度な機器を必要と簡単に実装できる、結果、および (3) の再現性の迅速な確認を可能にする時間の短い期間で実験 (2) 多数のレプリケートを行うことが迅速かつ低コストでコーティング行列、成長因子の影響、薬の活動など文化変数をテストできます。さらに、我々 は多様な発達過程の重要な調節因子として細胞の成長因子の役割を確立の活用します。Npc が直接増殖、神経突起の伸長と細胞移動のようなイベントを刺激し、彼らは制御条件¹⁹で明白ではない欠陥を発見する能力を高めるために発見した発達の信号を選択にさらされました。^,25,26,27,28します。 同様に、薬の評価のしやすさは様々 な治療上の介在の有効性をテストする精密医学技術を採用する強力な道を提供します。したがって、このプロトコルは高スループット、再現性、および初期の脳の発達、病気の発症や神経発達学的表現型の増殖因子と薬の潜在的な有益な効果を勉強する簡単な方法を促進します。