مدل ارتباط عصبی عضلانی جدید در هم کشتی دو بعدی و سه بعدی میوتیوب ها با نورون های حرکتی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی
تاریخ انتشار: شنبه 18 آبان 1398
| امتیاز:
نورون های حرکتی تمایز یافته از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) برای استفاده در ساخت سیستم های غربالگری دارویی برای بیماری های عصبی مانند اسکلروزیس جانبی آمیوتروفیک(ALS) توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. با این حال، سیستم های غربالگری دارویی متداول با استفاده از کشت های دو بعدی و سه بعدی نورون های حرکتی مشتق از سلول های iPS، اغلب نرخ بقای سلول، تغییرات ریختی در آنالیزهای سلولی و/یا بیان ژنی را آنالیز می کنند و این پارامترها همیشه عملکردهای واقعی نورون های حرکتی مانند القای انقباضات عضلانی را القا نمی کنند. در مطالعه حاضر، ما یک مدل اتصال عضلانی اسکلتی شامل نورون های حرکتی و میوتیوب های ایجاد کردیم که از سلول های iPS و میوبلاست های C2C12 تمایز یافتند. با استفاده از این مدل، فعالیت انقباضی و تولید نیروی میوتیوب ها از طریق اتصال عصبی عضلانی با موفقیت در سیستم های کشت سلولی دو بعدی و سه بعدی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که این مدل اتصال عصبی عضلانی می تواند برای ساخت یک سیستم غربالگری کاندیدای دارو برای بیماری های عصبی استفاده شد.
J Biosci Bioeng. 2019 Oct 30. pii: S1389-1723(19)30849-7. doi: 10.1016/j.jbiosc.2019.10.004. [Epub ahead of print]
Novel neuromuscular junction model in 2D and 3D myotubes co-cultured with induced pluripotent stem cell-derived motor neurons.
Yoshioka K1, Ito A1, Kawabe Y1, Kamihira M2.
Abstract
Motor neurons differentiated from induced pluripotent stem (iPS) cells have attracted attention for use in the construction of drug screening systems for neuronal diseases, such as amyotrophic lateral sclerosis. However, conventional drug screening systems using 2-dimensional (2D) cultures of iPS cell-derived motor neurons often evaluate the cell survival rate, morphological changes in the cells and/or gene expression analysis, and these parameters do not always reflect the actual functions of motor neurons, i.e., the induction of muscle contractions. In the present study, we developed a neuromuscular junction model comprising motor neurons and myotubes, which were differentiated from iPS cells and C2C12 myoblasts, respectively. Using this model, the contractile activity and force generation of the myotubes via the neuromuscular junction were successfully measured in both two- and three-dimensional (3D) cell culture systems. The results suggested that this neuromuscular junction model can be used to construct a drug candidate screening system for neuronal diseases.
PMID: 31678066