인간의 신경 선구자 세포 (Npc)에서 Neurodevelopmental 고기의 신속한 감지

간단한 유기 체와 마우스 모델을 사용 하 여 기본 두뇌 개발 질병 pathogenesis의 메커니즘을 해명 했습니다. 이러한 발전에도 불구 하 고 많은 정신병 무질서의 병 인 간단한 유기 체에 있는 모든 발견은 인간 질병의 복잡 한 측면에 직접 관련이 있기 때문에 애매 남아 있습니다. 또한, 인간의 두뇌의 더 복잡 종종 모델 인간 개발을 어렵게 하 고 동물에 장애. 진화와 인간 유도 만능 줄기 세포 (hiPSCs) 기술의 진보와 함께 체세포 줄기 세포로 재설정 고 인간의 질병을 연구 하는 신경 세포로 분화 될 수 있습니다. (유전체학, transcriptomics, proteomics, metabolomics) hiPSCs 및 “omic” 기술의 발전 인간 두뇌 개발의 이해에 혁명을 약속 드립니다. 이러한 기술은 지금 가능 하 게 “정밀 의학” 접근에 사건-의해-사건을 기준으로 정신병 질환의 특성에.

HiPSC 질병-모델링 분야에서 현재 주식은 특정 신경 하위는 단층으로 세포 분화 하거나 두뇌 개발^1,2,^{의 측면을 정리 하는 organoid 라는 3D 문화 시스템을 사용 하 3}. 이러한 시스템은 엄청나게 공부 하 고 인간의 개발 및 질병^4,5,,67의 독특한 측면을 잠복 근무에 귀중 한 되었습니다. 그러나, 신경 문화와 organoids 종종 필요 어디서 나 주에서 문화에서 개월 공부 준비가 되기 전에. 이러한 프로토콜의 이러한 문화 시스템 자주 수행 될 수 있는 실험의 수 및 테스트할 수 있는 성장 요인 또는 (마약) 처럼 변수 수 제한 유지 하는 데 필요한 리소스의 양을 소모 자연. 또한, 포스트 mitotic 신경 및 organoids를 이용 하 여 많은 연구 개발에서 나중에 발생 하는 모 수석 파생물 또는 시 냅 스 형성, 등의 프로세스에 집중 했다. 이러한 프로세스 발달 장애 자폐증과 정신 분열 증 등의 병 리에 연루 되어, 이전 확실 한 신경 분화 하기 전에 발생 하는 개발 이벤트는 질병 병 인^{8에 대 한 중요 한 ,,910,11,,1213}. 실제로, 최근 게놈 연구 보여줍니다 확산, 프로세스 파생물 및 마이그레이션 구성 되어, 중반에 태아 기간 자폐증 pathogenesis^11,14에서 특히 중요 하다. 따라서, 신경 줄기와 조상 세포 인구 이러한 이전 프로세스를 보다 잘 이해 하려면 공부 하는 것이 중요 하다. Organoid 시스템을 더 나은 간주 정리 인간의 두뇌 개발 3D 자연 조직된 구조 때문에, 이러한 이전 이벤트의 일부 연구 활용 되어 조상 수영장을 포함지 않습니다. 그러나, organoids에 조상 인구 종종 스파스 이며 신경 줄기 또는 조상 세포^5,15보다 광선 glial 세포 처럼. 따라서, 그것은 neurodevelopment 적극적으로 증식 세포 인구에서의 초기 단계를 공부 하는 높은 처리량 방법을 도움이 될 것 이다.

연구실에서 우리 hiPSC 파생 신경 선구자 세포 (Npc), 높은 증식, 확산, 세포 이동 등 neurodevelopmental 프로세스를 연구 하는 신경 줄기와 조상 세포의 혼합된 인구를 사용 하는 프로토콜을 만들었습니다 그리고 초기 프로세스 (neurite) 확장입니다. 이 분석 실험은 성공적으로 쥐와 쥐 대뇌 피 질의 문화^{16,17,,1819,20, neurodevelopment 공부를 수십 년 동안 우리가 실험실에서 사용 되는 기술에서 개발 되었다 21,,2223}. 중요 한 것은, 그것은 또한 고기 및 쥐 및 마우스 문화 시스템에 정의 된 규정 신호는 매우 활성 vivo에서, 이러한 기술을^16, 의 값을 나타내는 메커니즘의 예측 표시 했다 ^17,18,,1924. NPCs에 hiPSCs의 초기 분화 후 이러한 방법을 수 일의 문제에 중요 한 발달 과정을 연구. 이러한 방법에는 많은 이점이 있다: (1) 그들은 약간 정교한 장비가 필요 하 고 구현 하기 쉬운, (2) 수많은 실험적인 복제 시간, 결과, 그리고 (3)의 재현성의 빠른 확인을 위해 수 있도록 짧은 기간에 지휘 될 수 있다 신속 하 고 비용 효율적으로 코팅 행렬, 성장 요인의 효과 약물의 활동 문화 변수를 테스트할 수 있습니다. 또한, 우리 확고 역할 extracellular 성장 요인의 다양 한 개발 프로세스의 중요 한 레 귤 레이 터의 활용. NPCs는 직접 확산, neurite 결과, 및 셀 마이그레이션 같은 이벤트를 자극 하 고 그들은 제어 조건¹⁹ 에 명백한 되지 않은 결함을 식별 하는 기능을 강화 하는 것을 발견 했다 발달 신호 선택에 노출 됐다 ^{, 25 , 26 , 27 , 28}. 마찬가지로, 약물 평가의 용이성 제공 다양 한 치료 적 개입의 효율성을 테스트할 정밀 의학 기술을 채택 하는 강력한 애비뉴. 따라서,이 프로토콜은 재현성, 높은 처리량 및 초기 두뇌 발달, 질병의 병 인, neurodevelopmental 고기에 성장 요인 및 약물의 잠재적인 유익한 효과 공부 하 고 간단한 방법론을 촉진 한다.