محیط عصبی که عملکردهای سیناپسی پایه و فعالیت نورون های انسانی را در in vitro حمایت می کند
تاریخ انتشار: شنبه 05 اردیبهشت 1394
| امتیاز:
فن آوری های بازبرنامه ریزی سلول دستیابی به نورون های زنده انسانی از بیماران را ممکن می سازد و جایگزین جدیدی برای مدل سازی اختلالات نورولوژیک درin vitro ارائه می دهد. فعالیت الکتریکی عصبی لازمه عملکرد فعالیت سیستم عصبی در in vivo است. بنابراین، ما فعالیت عصبی را در محیطی که فراوانی برای کشت نورون ها استفاده می شود ارزیابی کردیم. ما دریافتیم که محیط کشت پایه، همانند سروم، تولید پتانسیل عمل و ارتباطات سیناپسی را مختل می کند. برای حل این مشکل، ما محیط عصبی جدیدی(BrainPhys Basal+ serum free supplements) را طراحی کردیم که در آن غلظت نمک های غیرآلی، آمینواسیدها فعال عصبی و سوبستراهای انرژی زا را بهینه سازی کردیم. سپس ما این محیط را از نظر حمایت کافی فعالیت عصبی و بقای نورون های انسانی در کشت تست کردیم. هم چنین استفاده بلندمدت از این محیط فیزیولوژیک نسبت نورون هایی که از نظر سیناپسی فعال بودند را افزایش داد. بهبود در محیط پایه BrainPhys برای حمایت فعالیت نوروفیزیولوژیک یک گام مهم در کاهش فاصله بین شرایط فیزیولوژیک مغزی in vivo و مدل های عصبی in vitro است.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Apr 13. pii: 201504393. [Epub ahead of print]
Neuronal medium that supports basic synaptic functions and activity of human neurons in vitro.
Bardy C1, van den Hurk M2, Eames T3, Marchand C4, Hernandez RV3, Kellogg M3, Gorris M3, Galet B3, Palomares V3, Brown J5, Bang AG5, Mertens J3,Böhnke L3, Boyer L3, Simon S3, Gage FH1.
Abstract
Human cell reprogramming technologies offer access to live human neurons from patients and provide a new alternative for modeling neurological disorders in vitro. Neural electrical activity is the essence of nervous system function in vivo. Therefore, we examined neuronal activity in media widely used to culture neurons. We found that classic basal media, as well as serum, impair action potential generation and synaptic communication. To overcome this problem, we designed a new neuronal medium (BrainPhys basal + serum-free supplements) in which we adjusted the concentrations of inorganic salts, neuroactive amino acids, and energetic substrates. We then tested that this medium adequately supports neuronal activity and survival of human neurons in culture. Long-term exposure to this physiological medium also improved the proportion of neurons that were synaptically active. The medium was designed to culture human neurons but also proved adequate for rodent neurons. The improvement in BrainPhys basal medium to support neurophysiological activity is an important step toward reducing the gap between brain physiological conditions in vivo and neuronal models in vitro.
PMID: 25870293