تولید ارگانوئیدهای خاص مناطق مغزی انسان با استفاده از بیورآکتور چرخان کوچک سازی شده

تاریخ انتشار: شنبه 12 اسفند 1396 | امتیاز: Article Rating

ارگانوئیدهای مغز انسانی، بافت های عصبی خود سازمان یافته سه بعدی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان، ابزار مهمی برای مطالعه تکوین مغز انسانی و اختلالات مربوطه است. کشت های معلق(سوسپانس) حفظ شده بوسیله بیورآکتورهای چرخان، برخلاف فقدان سیستم عروقی، اجازه رشد ارگانوئیدهای بزرگ را می دهند، اما بیورآکتورهای چرخان از نظر تجاری در دسترس، از نظر اندازه حجیم بوده و بهره وری کمی دارند. در این جا، ما رویکردهایی را برای ساخت بیورآکتور spinΩ چرخان چند خانه کوچک سازی شده، از بخش های پرینت شده سه بعدی و سخت افزارهای در دسترس، توصیف کردیم. هم چنین ما توصیف می کنیم که چگونه از spinΩ برای تولید ارگانوئیدهای مغز قدامی، میانی و هیپوتالاموس از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPSCs) استفاده کردیم. این ارگانوئیدها ویژگی های دینامیک کلیدی مغز انسان در حال تکوین را در سطوح مولکولی، سلولی و ساختاری شبیه سازی می کنند. کاهش در حجم کشت، افزایش بهره وری و تکرار پذیری بدست آمده با استفاده از بیورآکتور ما و پروتکل های تمایزی خاص منطقه مغزی، ما را قادر به مدل سازی کمی اختلالات مغزی و تست ترکیبات می کند. این پروتکل برای تولید ارگانوئیدهای کامل( بسته به نوع ارگانوئیدهای خاص منطقه مغزی و مرحله تکوینی مطلوب) 14 تا 84 روز زمان نیز دارد و ارگانوئیدها می تواند برای بیش از 200 روز حفظ شوند. کیفیت کشت سلول های hiPS برای نتایج بهینه ضروری است.

Nat Protoc. 2018 Mar;13(3):565-580. doi: 10.1038/nprot.2017.152. Epub 2018 Feb 22.

Generation of human brain region-specific organoids using a miniaturized spinning bioreactor.

Qian X1,2, Jacob F1,3, Song MM4, Nguyen HN5, Song H1,6, Ming GL1,6.

Abstract

Human brain organoids, 3D self-assembled neural tissues derived from pluripotent stem cells, are important tools for studying human brain development and related disorders. Suspension cultures maintained by spinning bioreactors allow for the growth of large organoids despite the lack of vasculature, but commercially available spinning bioreactors are bulky in size and have low throughput. Here, we describe the procedures for building the miniaturized multiwell spinning bioreactor SpinΩ from 3D-printed parts and commercially available hardware. We also describe how to use SpinΩ to generate forebrain, midbrain and hypothalamus organoids from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs). These organoids recapitulate key dynamic features of the developing human brain at the molecular, cellular and structural levels. The reduction in culture volume, increase in throughput and reproducibility achieved using our bioreactor and region-specific differentiation protocols enable quantitative modeling of brain disorders and compound testing. This protocol takes 14-84 d to complete (depending on the type of brain region-specific organoids and desired developmental stages), and organoids can be further maintained over 200 d. Competence with hiPSC culture is required for optimal results.

PMID: 29470464
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان