生物工程人是神经元的“迷你脑”和支持细胞

时间：2021-11-24 15:25:01 来源：

一束神经元：棕色大学的生物工程团队可以生长神经元的“迷你脑”，并形成网络的支持细胞，并且是电活性的。图像：霍夫曼 - 金实验室/棕色大学

棕色大学的新研究详细介绍了一种相对较差的方法，用于制作中枢神经系统组织的工作（虽然不思考）。

如果您需要一个工作的微型脑 - 例如药物测试，以测试神经组织移植，或者试验干细胞的工作原理 - 一份新论文描述了如何与棕色大学作者说的是相对缓和和低费用的建立。作者说，他们产生了电信号，形成了电信号，形成了它们自己的神经连接 - 突触 - 作者们说，使它们易于为神经科学研究进行生产。

“我们认为这是一种可以减少更好的体外[实验室]模型的方法，这些模型可能会降低动物使用，”在Company工程中的新论文中的共同领导作者的研究生莫莉Boutin表示：第C部分。“现在完成的很多工作都是二维文化，但这是与体内[生活]情景更相关的替代方案。”

研究人员说，只有一个啮齿动物的一个小型活组织样品可以赚取数千个迷你脑。食谱涉及用一些离心机步骤分离和浓缩所需的细胞，并使用该细化样品在琼脂糖球形模具中以培养基进行种子。

研究人员承认，大约三分之一的毫米直径为中枢神经系统的第一个或最复杂的工作细胞培养，但他们需要更少的步骤来制造，并且他们使用更容易获得的材料。

脑的一小球：三维组织允许比二维的更真实的实验。

“这些材料很容易得到，迷你大脑易于制作，”联合领导作者Yu-Ting Dingle说，他赢得了她的博士学位。在2015年5月布朗。她将他们与近年来零售3D打印机进行了比较，使一次罕见的技术带来了更多的大众市场。“我们可以允许各种各样的实验室进行这项研究。”

纸张显示，脑组织的球体在培养后的一天内开始形成并在两到三周内形成复杂的3-D神经网络。

25美分的迷你大脑

当然，有固定的成本，但每项新迷你大脑的大约成本约为0.25美元，称，棕色的分子药理，生理学和生物技术副教授副教授Diane Hoffman-Kim表示，工程学副教授。

“我们知道它是一个相对较高的吞吐量系统，但即使我们在计算它时，我们也对每迷你大脑的低成本感到惊讶，”霍夫曼 - 金说。

Hoffman-Kim的实验室与Brown-Bendery同事Julie Kauer，Jeffrey Morgan和Eric Darling的同胞和生物工程师合作，是所有共同作者 - 建立迷你大脑。她想为她的实验室的基本生物医学研究开发一个测试平台。例如，她对开发模型来测试神经细胞移植的方面，如提出治疗帕金森病的疾病。Boutin对建立工作3-D细胞培养物有兴趣研究成年神经干细胞的发展方式。

Morgan的Providence Startup公司Microtissues Inc.使研究中使用的3D组织工程模具。

它们开发的方法产生迷你大脑，具有几个重要特性：

不同的细胞类型：该培养物含有抑制性和兴奋性神经元和几种称为Glia。电极活性的神经支持细胞：神经元火和尖峰并形成突触连接，产生复杂的网络3-D：细胞在现实的几何形状内连接和通信，而不是仅在平面上，如在2-D文化中。天然密度：实验表明，迷你大脑的密度为每立方毫米几十万个细胞，类似于天然啮齿动物脑。物理结构：小脑中细胞产生自己的细胞外基质，产生具有相同机械性能（挤压）的组织作为天然组织。这些文化也不依赖于外国材料，例如胶原蛋白的支架.Longevity：在测试中，培养组织至少为一个月而生存。

霍夫曼·金（Hoffman-Kim）隶属于浅谈脑科学研究所和生物医学工程中心，她希望迷你大脑可能会扩散到许多不同的实验室，包括对神经组织有疑问但不一定是学位的研究人员其他方法所需的神经科学和细胞培养设备。

“如果你是那个实验室的那个人，我们认为你不应该用微电子工厂装备自己，你不应该做胚胎解剖，以产生大脑的体外模型，”霍夫曼 - 金说。

本文的其他作者是Chirila，Liane Livi，Nicholas Labriola和Lorin Jakubek。

国家科学基金会，国家卫生院校，棕色大脑科学研究所，美国教育部资助了该研究。

出版物：Yu-Tingl.Dingle等，等，“3D神经球体文化：皮质研究的体外模型，“组织工程部分C：方法，2015; DOI：10.1089 / TEN.TEC.2015.0135。

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