再現性の高い人工多能性幹細胞由来の接着性大脳皮質オルガノイドの開発

Kernkonzepte

人工多能性幹細胞由来の前頭葉パターン化神経前駆細胞を384ウェルプレートに播種することで、再現性の高い単一の放射状構造を持つ接着性大脳皮質オルガノイドが自己組織化される。これらのオルガノイドは長期培養が可能で、成熟した樹状突起スパイン、髄鞘化軸索、強力な神経活動を示す。

Zusammenfassung

本研究では、人工多能性幹細胞由来の前頭葉パターン化神経前駆細胞を384ウェルプレートに播種することで、再現性の高い単一の放射状構造を持つ接着性大脳皮質オルガノイドが自己組織化されることを示した。

• 神経前駆細胞は、SOX2、Nestin、FOXG1などのマーカーを発現し、神経ロゼット形成能を示す。
• 播種後4週間は神経前駆細胞の増殖と初期分化が観察され、4-8週間の間に神経細胞とグリア細胞が一定の空間配置を持って出現する。
• 中心部は密に細胞体が詰まり、周辺部は放射状および円周状に配列した神経突起が観察される。
• 60日後には全体の約80%の wells で単一の放射状構造を持つオルガノイドが観察される。
• 神経前駆細胞の増殖率に応じて最適な播種密度を設定することで、長期にわたる単一構造の維持が可能となる。
• 深層マーカーCTIP2と表層マーカーCUX1の発現パターンから、初期の皮質層形成が観察される。
• 神経細胞の他に、GFAP/S100β陽性の成熟アストロサイト、NG2陽性のオリゴデンドロサイト前駆細胞、MBP陽性の髄鞘化オリゴデンドロサイトが出現する。
• 樹状突起スパイン、軸索髄鞘化、強力な神経活動など、機能的な成熟が観察される。

このように、再現性の高い単一構造の接着性大脳皮質オルガノイドは、高スループットでの薬物スクリーニングや神経発達・精神疾患の病態解明に有用な新しいプラットフォームとなる。

Statistiken

神経前駆細胞のSOX2陽性細胞は14日目で58.4%、56日目で18.8%と減少した。(p<0.001)
深層神経マーカーCTIP2陽性細胞は14日目で0.5%、56日目で14.0%に増加した。(p<0.001)
表層神経マーカーCUX1陽性細胞は14日目で1.3%、56日目で24.4%に増加した。(p<0.001)
GAD67陽性抑制性ニューロンは、NeuN陽性ニューロンの約10%を占めていた。

Zitate

"再現性の高い単一構造の接着性大脳皮質オルガノイドは、高スループットでの薬物スクリーニングや神経発達・精神疾患の病態解明に有用な新しいプラットフォームとなる。"
"このように、再現性の高い単一構造の接着性大脳皮質オルガノイドは、高スループットでの薬物スクリーニングや神経発達・精神疾患の病態解明に有用な新しいプラットフォームとなる。"

Wichtige Erkenntnisse aus

Human adherent cortical organoids in a multiwell format

by van der Kroe... um www.biorxiv.org 04-16-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.15.589507v2

Tiefere Fragen

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