人源中脑类器官的网络与多巴胺受体功能表征
结合中脑多巴胺能细胞标志、突触结构、钙成像、多电极阵列（multielectrode array，MEA）及 D2/D3 受体激动剂反应，表征人源中脑类器官的神经功能。
用途与模型
- 研究用途
- 后续中脑疾病机制和药物研究所需的模型功能表征；本研究检验的是神经活动和受体药理反应。
- 模型与细胞来源
- 人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）衍生神经上皮干细胞（neuroepithelial stem cells，NESCs）形成的中脑类器官，包含多巴胺能神经元和胶质细胞。
- 方法版本
- 2017 年原研究版本
- 实验形式
- 在三维类器官中分别检测细胞组成、突触结构和自发活动，并观察 quinpirole 处理后的神经活动。
材料与平台
- 人源中脑类器官
- 通过酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase，TH）、LMX1A、FOXA2 等标志及多巴胺相关染色确认中脑多巴胺能细胞特征。
- D2/D3 受体药理探针
- 以受体激动剂 quinpirole 观察神经活动的调节。
测量指标与分析
- 中脑多巴胺能神经元标志与多巴胺相关染色
- 突触前标志突触素（synaptophysin，SYP）与突触后致密区蛋白 95（postsynaptic density protein 95，PSD95）在神经突起间的接触
- 自发钙信号与节律特征
- 多电极阵列的胞外电活动及网络同步性
- quinpirole 处理后的活动变化
细胞身份和结构图像与功能读数分别报告；钙成像中的自发信号、MEA 放电以及受体激动剂反应各提供不同层次的表征信息。
研究设计与结果
方法可行性研究
- 研究设计
- 结合钙成像和 MEA 记录类器官神经活动，再用 D2/D3 受体激动剂检查药理反应。
- 测试范围
- 钙成像观察 6 个类器官；MEA 检测 4 条细胞系的 16 个类器官，图 4C–F 标 n=4。
- 参照体系
- 自发活动，以及 quinpirole 处理前后的活动。
- 研究结果
- 部分钙信号呈类似起搏样节律，MEA 记录到自发及接近同步的放电；quinpirole 处理后神经活动降低。
适用条件与研究局限
- 图 4G 与相关正文给出 quinpirole 的代表性轨迹，未另列该药理比较的独立样本数或统计检验。
- 作者讨论了小胶质细胞和血管缺失，以及组织大小与中心细胞死亡问题。
- 作者把患者特异模型中的药物测试列为后续用途。
来源与原文
- Derivation of Human Midbrain-Specific Organoids from Neuroepithelial Stem Cells原始研究 · Stem Cell Reports · 2017-04-13