NAMs新方法学前沿

中脑类器官的 6-OHDA 损伤与 MSC 条件培养液测试

在损伤后加入条件培养液,以多标志成像比较神经元和神经突反应。

用途与模型

研究用途
研究分泌产物对多巴胺能神经元损伤与神经网络形态的影响。
模型与细胞来源
K7、T12、COR 三个健康来源 iPSC 系衍生腹侧神经上皮干细胞,形成第 30 天中脑类器官。
方法版本
原研究正式发表版本
实验形式
超低吸附 96 孔聚集;第 8 天 Geltrex 嵌入 24 孔板,每孔 1 个,80 rpm 摇动。

材料与平台

模型分化
每孔 9,000 个腹侧神经上皮干细胞;第 8 天转入 Geltrex,N2B27 加 200 µM 抗坏血酸、500 µM dbcAMP、BDNF/GDNF 各 10 ng/mL、TGF-β3 1 ng/mL、DAPT 10 µM、Activin A 2.5 ng/mL;每 3 天换液,继续 22 天。
条件培养液
第 8 代骨髓 MSC 按 5,000 个/cm²扩增 72 小时,PBS 洗 5 次,再用 Neurobasal A 加 1% kanamycin 培养 24 小时收集。上清以 5 kDa 截留装置浓缩 100 倍、-80 °C 保存;体外测试稀释为 1×。
损伤与处理
第 30 天给 100 µM 6-OHDA 连续 2 天,每 24 小时更新。在不含 B27 和生长因子的 N2 培养液中损伤,移除 6-OHDA 后培养 6 天;比较 1×条件培养液、完整 N2B27 分化液及基础 Neurobasal A,有无损伤各设组。
切片和成像
4% PFA 室温固定过夜,3% 低熔点琼脂糖包埋,切 80 µm 片,分别采外围和中心;TH、TUJ1、MAP2 及 Hoechst 免疫荧光。Operetta 20×物镜,每片 16–20 区域、25 个 z 层,Matlab 自动分割与形态分析。

测量指标与分析

  • TH/TUJ1/MAP2 信号与核信号比
  • 神经突碎裂
  • 多巴胺能网络连接数
  • 网络分支节点数

同一损伤条件下比较 3 种后续培养液;标志信号和神经网络形态分别分析,未损伤组作为相应参照。

研究设计与结果

实验条件比较

研究设计
比较 6-OHDA 有无损伤及 3 种后续培养条件。
测试范围
3 个健康来源细胞系;图 4 定量为 2 次独立实验、每组 24 张切片。
参照体系
完整分化培养液、基础培养液、MSC 条件培养液,均有对应未损伤条件。
研究结果
MSC 条件培养液减轻损伤后的神经突碎裂,p<0.01;TH 恢复比较 p=0.08,未达到统计显著。

适用条件与研究局限

  • 所用系均为健康来源,损伤来自 6-OHDA。
  • 每组 24 张切片来自 2 次独立实验,覆盖类器官外围和中心。
  • 模型缺少完整小胶质细胞及跨脑区回路。
  • 未与患者接受相应治疗后的临床结局比较。

来源与原文

  1. Treating Parkinson’s Disease with Human Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell Secretome: A Translational Investigation Using Human Brain Organoids and Different Routes of In Vivo Administration原始研究 · Cells · 2023-11-02

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