气液界面脑类器官的存活与轴突功能评价
结合神经元存活、轴突结构、细胞组成、网络电活动及外部靶组织反应，评价脑类器官的长期状态和功能。
用途与模型
- 研究用途
- 神经类器官用于后续疾病及药物研究前的模型质量与功能评价；原研究未检验候选治疗药物的预测性能。
- 模型与细胞来源
- 人源脑类器官切片；外部功能输出部分与保留外周神经和椎旁肌肉的胚胎小鼠脊柱组织共培养。
- 方法版本
- 2019 年原研究 ALI-CO 版本
- 实验形式
- 气液界面切片与完整类器官比较，并分别开展组织染色、转录组、电活动及外部输出验证。
材料与平台
- 脑类器官与完整类器官参照
- 分别观察神经元形态、轴突方向、上/深层神经元与细胞死亡；长期图像按实际切片与原类器官层级记录。
- 细胞组成与组织标志
- 单细胞转录组及神经元身份染色用于核对模型包含的细胞群和发育状态。
- 电活动和外部组织反应
- MEA 记录协调活动；人—鼠共培养部分观察轴突进入脊髓、突触及肌肉收缩。
测量指标与分析
- 神经元存活与细胞死亡
- 轴突排列及投射身份
- 细胞群组成与成熟状态
- 多位置协调放电
- 外部靶组织肌肉收缩
完整类器官与切片的组织质量比较、类器官内的电活动相关性，以及人—鼠共培养输出分别分析。切断轴突束用于检验外部反应是否依赖类器官投射。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 神经元/轴突与细胞死亡的完整类器官—ALI-CO 比较，并观察较长培养时点。
- 测试范围
- 细胞死亡比较每组 6 个模型；完整类器官来自 3 批，ALI-CO 来自 2 批。约 1 年图像为同一个原类器官的 3 张切片。
- 参照体系
- 完整类器官与气液界面切片；不同时间点分别解释。
- 研究结果
- 切片中细胞死亡较少、神经元与轴突形态更好；长期展示仍保留神经元和轴突束。
适用条件与研究局限
- 不同图板的批次、年龄与切片层级分别记录。
- 长期展示与初始组间定量的独立样本数不同。
方法可行性研究
- 研究设计
- 对类器官内记录电活动；在人—鼠共培养中检验轴突投射与肌肉反应，采用轴突束切断作为功能参照。
- 测试范围
- Figure6 记载 6 次共培养实验；所示突触染色为其中 1 个样本，刺激示例中 2 次包含轴突束切断。
- 参照体系
- 保留与切断类器官轴突束；自发与诱发肌肉反应。
- 研究结果
- 观察到内部协调活动和外部肌肉收缩；切断轴突束后协调、可诱发的反应消失或显著减弱。
适用条件与研究局限
- 外部功能体系包含小鼠组织。
- 不同图板的重复层级不同，单个代表轨迹不是全部共培养实验的汇总结果。
- 未开展候选治疗药物筛选或临床响应比较。
来源与原文
- Cerebral organoids at the air–liquid interface generate diverse nerve tracts with functional output原始研究 · Nature Neuroscience · 2019-03-18