Makaleyi düzeltmek için Elizabeth Benevides&#39;e teşekkür ediyoruz. Dr Dr teşekkür ederim. John Hussman ve Gene Blatt&#39;ın yararlı tartışmaları ve yorumları için teşekkür ederiz.

1. Sinirsel Öncü Hücrelerin Üretilmesi <ol><li> Küçük moleküllü eklenmiş insan iPSC ortamında γ-ışınlanmış bir fare embriyonik besleyici (MEF) hücre tabakasında 6 gözlü plakalarda fibroblastlardan ve PBMClerden türeyen hiPSC&#39;leri muhafaza edin (bkz. Malzeme Tablosu). NOT: Günlük bakım, daha önce bildirilen 1 , 16 numaralı prosedürlerin değiştirilmiş bir versiyonudur. <ol><li> 300 μL / iyi önerilen ortamda (üretici protokolünden sonra) 6 oyuklu bir doku kültürü sınıfı plakanın her oyuğuna 6 x 10 5 MEF tabakası yerleştirilir. </li><li> 48 saat sonra, hiPSCleri eklemeden önce 1 saat süreyle 300 μL / well hiPSC ortamı ile MEFs ortamını değiştirin. </li><li> HİPSC&#39;leri 37 ° C&#39;lik bir su banyosunda hızla çözülür ve yavaş yavaş damla damla 1 mL hiPSC ortamı ekler. HiPSC&#39;leri ve ortamı 15 mL&#39;lik konik bir tüp haline getirin. Toplam hacmi 5 mL&#39;ye getirmek için orta ekleyin. 129 xg&#39;de 4 dakika boyunca santrifüjleyin, supernata&#39;yı aspire edinNt, hafifçe 1: 1000 konsantrasyonda ROCK inhibitörü ile 1 mL hiPSC ortamda pellet askıya alınız. </li><li> MEF hücre tabakası üzerine (tipik olarak 300,000 hücre / oyuk tohumlanmış) hücre süspansiyonu Plate ve 37 ° C&#39;de,% 5 CO2,% 95 nemde inkübe edin. </li><li> Işık mikroskopu kullanarak iPSC kültürünü yakından izleyin. 48 saat sonra, pürüzlü kenarlara sahip kültürleri çıkarın, spontan farklılaşmayı en aza indirgemek için ışık mikroskopu altında kistik gibi görünen veya sarımsı kahverengi görünen bir materyal haline gelin. NOT: 7-10 gün sonra hiPSC kolonileri oluşmalıdır. Koloniler açıkça tanımlanmış sınırlar ve düzgün hücre yoğunluklarıyla yuvarlak olmalı ve gevşek biçimde paketlenmiş düzensiz hücrelerden yoksun olmalıdır. </li><li> Elle kendiliğinden farklılaşmış hücrelerin kültürünü temizlemek için yuvarlak hiPSC kolonileri seçin. Kolonileri taze MEF katmanlarına yerleştirerek genişletin. 1 genişletin: 3 7 günde birleşmeye yakınlaştığı kültürler ve 1, 16 dondurmak zaman. </li></ol></li><li> Genişletme ve hücreleri dondurma (yedekleme için) sonrasında,% 50 - 75 konfluence olana kadar plakalarda hiPSC kolonileri büyütün. </li><li> Kaplamadan yedi gün sonra nöral öncül hücre farklılaşması için hiPSC&#39;leri hasat etmek ve hazırlamak için hafif enzimatik muameleyi (300 uL enzim çözeltisi ile 5-10 dakika ve hafif öğütme (1000 ul&#39;lik bir pipetle 2-4 kez) kullanın. </li><li> 4 dakika boyunca 129 xg&#39;de hücre süspansiyonu santrifüjleyin, süpernatantı aspire edin ve pelet 5 mL insan iPSC ortamında tekrar süspansiyon haline getirin. MEF&#39;leri ortadan kaldırmak ve hiPSC verimini en üst düzeye çıkarmak için hücre süspansiyonunu 37 ° C&#39;de 1 saat boyunca% 0.1 jelatin kaplı 5 cm hücre kültürü çanağına aktarın. Ortamı (yapışkan olmayan hücrelerle birlikte) başka bir 5 cm jelatin kaplı çanağa aktarın. </li><li> Yapışkan olmayan hücreleri, bir transfer pipeti kullanarak 15 mL santrifüj tüpüne aktarın. 3 mL ortam ile plakaları hafifçe durulayın ve 15 mL tüpüne ekleyin. </li><li> 4 dakika için 129 xg&#39;de hücre süspansiyonu santrifüjleyin, süper aspiratNatant ve nazikçe pellet orta tekrar süspansiyon haline getirin. Otomatik bir hücre sayacı kullanarak hücre sayısını belirleyin. 96-yuva düşük yapışma V-alt plakasında 9,000 hücre / çanağı plakala. </li><li> Plakayı 3 dakika 163 xg&#39;de santrifüjleyin. 37 ° C&#39;de inkübe plakası,% 95 nem ve% 5 CO2. Bir pipet kullanarak, orta her yarım kaldırarak ve taze kimyasal olarak tanımlanmış ayırıcı madde 1 (DM1; Şekil 1 ; Malzeme Tablosu) ile 14 gün boyunca değiştirerek% 50 ortamı her gün değiştirin. </li></ol> 2. Serum Free Embriyoid Gövde (SFEB) İndüksiyonu ( Şekil 2 ) <ol><li> 40 μm hücre kültür ekler 6 kuyucuklu plakalar yerleştirin ve agrega eklemeden önce en az 1 saat 1 ml DM1 orta ekleyin. </li><li> 14. günde 40 μM hücre kültür eklerine 200 mcL geniş ağız ucuyla 20 μL ortam ile agrega aktarın ve ortamı DM2&#39;ye değiştirin. <br/&gt; NOT: Hücre kültürü ekleri, kuyunun tabanından hafifçe oturan ve plastik bir çerçeve içine asılmış bir politetrafloroetilen zarfından oluşan uzmanlaşmış eklerdir. Bu membran, biyolojik olarak uyumludur ve en üstte yer alan SFEB&#39;lere besleyici ve oksijen taşınmasını etkili bir şekilde destekleyebilir. Genellikle organotipik hipokampal dilim kültürleri ile fare veya sıçandan alınan 7 , 17 , 18 kullanılır . <ol><li> 4-6 agregaları bir hücre kültürü insertine aktarın ve agregalar arasında yeterli boşluk bırakın. İnce bir pipet ucu kullanarak mümkün olduğunca fazla çözelti çıkarın ( örn. 200 mcL uç). NOT: SFEB&#39;yi, SFEB&#39;lerin çevresinden çıkarılan çözelti olarak hücre kültürü girdisi üzerinde hareket edecekleri için kısaca rahatsız etmek kabul edilebilir. </li><li> 37 ° C,% 95 nem ve% 5 CO2 de DM2 1 mL kültürleri koruyun. Bir pipet kullanarak,% 75Ortamın dörtte üçünü çıkararak ve ç çeyrekte taze ortamla değiştirerek, iki günde bir öğün. Örneğin, 750 μL ortamı çıkarın ve 750 μL taze ortam ekleyin. </li></ol></li><li> Kültürden 14 gün sonra, her gün% 75 orta değişimli ve 16 gün daha DM3 ortamına geçin. </li><li> Hücre kültürü ekinde SFEB&#39;leri 30 günün ötesinde korumak için ortamı her gün 60, 90 ve 120 gün boyunca değiştirin. NOT: SFEB&#39;ler yaklaşık 1,000 μm çapa kadar büyür ve tipik olarak 100-150 μm kalınlıktadır 1 . </li></ol> 3. SFEB Bileşimini Belirleme <ol><li> 200 uL geniş ağızlı pipet ucu kullanarak orta derecede pipetleme aracı ile ekteki SFEB&#39;leri ayırın. SFEB&#39;leri aktarmak için, cesetleri pipet ucuna yavaşça emmek için geniş ağızlı bir pipet ucu kullanın. SFEB&#39;yi pipetin ucuna yükledikten sonra, hafifçe 12 oyuklu plakalara aktarın ve 300 uL fosfat tamponlu salinle yıkayın(PBS) ilave edin. NOT: SFEB&#39;ler, 12 oyuklu plakalarda çözeltiyle süspanse edilir. Bu, fiksatifin, bloke edici çözeltinin ve antikorların tam penetrasyonuna izin vermek için önemlidir. Boyama için birden çok SFEB kullanılıyorsa, bir 12 kuyucuğun kuyucuğuna 10 SFEB eklenebilir. Bu, çözümleri ve antikorları koruyacaktır. </li><li> SFEB&#39;leri oda sıcaklığında 30-45 dakika süre ile% 4 paraformaldehit ile oyuk başına 300 mcL ile fikse edin. Sabit SFEB&#39;leri 300 mcL PBS ile iki kez yıkayın, 3-5 dakika her yıkayın. Dikkat: Paraformaldehid ile uğraşırken uygun kişisel koruyucu ekipman kullanın. NOT: Bu çalışmada nöronları işaretlemek için 1: 500&#39;de tavuk-Tuj1 kullanılmış, ek belirteçler için Tablo 2 ve referanslar 1 , 16&#39;ya bakınız . </li><li> PBS&#39;de% 0.1 Triton-X100 ve% 10 normal eşek serumu (engelleme solüsyonu; 300 μ) ile geçirgen hale getirin ve bloke edinL başına) oda sıcaklığında 1 saat süreyle yıkanır. </li><li> Bloke edici çözeltiyi çıkartın ve SFEB&#39;leri engelleme çözeltisinde 300 μL birincil antikorlarla muamele edin. Gece boyunca 4 ° C&#39;de inkübe edin. SFEBs% 0.1 Triton-X içeren 300 uL PBS içinde yıkama (yıkama başına 3-5 dakika) yıkayın. </li><li> Bloke edici çözeltide 1: 1000 sekonder antikorları hazırlayın. SFEB&#39;leri ikincil antikorlarla oda sıcaklığında 1 saat inkübe edin. SFEB&#39;leri 300 uL PBS ile yıkayın, her biri 3-5 dakika boyunca 3 kez yıkayın. NOT: Bu aşamada, SFEB&#39;ler görüntüleme için hazırlanabilir. </li><li> Görüntü için, SFEB&#39;leri geniş gözenekli bir pipet kullanarak cam slayt üzerine pipetleyin. Nazik emme ile fazla miktarda SFEB çözeltisini çözün. NOT: Benzer boyama koşulları için, aynı cam slaydına birden çok SFEB yerleştirilebilir. </li><li> SFEB&#39;lere bir damla montaj aracı ekleyin, cam bir lamel yerleştirin ve hava kabarcıklarının bulunmadığından emin olmak için hafifçe bastırın. Montaj maddesinin sertleşmesine izin verin ve görüntüleme ve ölçmeye geçin (adım 3.8). <br/&gt; NOT: Montaj ortamı sertleştikten sonra, SFEBler görüntüleme için hazırdır. </li><li> SFEB boyunca birden fazla ilgi alanı (ROI) alarak ve referanslar 1 , 16&#39;da açıklandığı üzere standart bir konfokal mikroskopta her bir ROI boyunca maksimum bir projeksiyon görüntüsü ile birlikte bir z-yığını kullanarak hücre kantifikasyonu uygulayın. NOT: Tüm SFEB&#39;ler, görüntü tabanlı fayans kullanılarak nicelendirilebilir (ayrıntılar için referans 1 , 16&#39;ya bakın). SFEB&#39;ler yaklaşık 100 μm&#39;ye incelttiği için, dokuda ışığın çok az dağılması vardır ve bu nedenle 2-foton mikroskopisine gerek yoktur. Bu protokolün fibroblasttan türeyen iPSC&#39;ler ile daha önce kullanıldığı durumlarda SFEB kaderi haritası üretildi ve SFEB kaderi haritası CGE ve ön ön beyin kaderini andıran 1 , 16 nolu transkripsiyonel kimliklerle birlikte interneuronların alt popülasyonlarıyla kompleks ve çeşitli yapı ortaya koydu . </sup&gt; </li></ol> ÇÇA&#39;ları Kullanan SFEB&#39;lerde Nöronal Aktivitenin Kaydedilmesi <ol><li> Üreticinin talimatlarına göre 12 oyuklu MEA plakaları hazırlayın. </li><li> MEA plakalarını temizlemek için steril H 2 O ile aseptik koşullar altında 5 dakika boyunca 3 kez yıkayın. Plakayı sterilize etmek için% 75 etanolle 5 dakika yıkayın ve daha sonra% 100 etanolle yıkayın. </li><li> Sterilizasyon işlemini tamamlamak için plakayı fırında 50 ° C&#39;de 4-5 saat pişirin. </li><li> Her göze 500 μL% 0.2 polietilenimin çözeltisi (PEI) ilave edin ve 1 saat oda sıcaklığında inkübe edin. PEI&#39;yı aspire edin ve kuyucukları steril damıtılmış H 2 O ile 4 kez yıkayın. Havadaki kapanır hava kuruması. </li><li> L15 ortamda bir 20 mcL / mL laminin çözeltisi hazırlayın ve her bir kuyunun merkezine 10 mcL laminin ekleyin. NOT: Çevredeki referans ve topraklama elektrotlarını kaplamayın. </li><li> Orta veya laminin buharlaşmayı önlemek için çevre rezervuar steril dH 2 O ekleyin.Plakayı 37 ° C&#39;de 1 saat inkübe edin. </li><li> Laminin kaplı MEA plakalarına SFEB&#39;leri (bkz. Bölüm 1 ve 2) geniş bir ağızdan pipet ucu içine yavaşça emerek ve aktararak ekleyin. Her bir kuyu için 200 uL DM2 ortamı ilave edin ve 37 ° C&#39;de,% 95 nem ve% 5 CO2 ile bir gece boyunca inkübe edilir. </li><li> 24 saat sonra ek bir 200 μL orta ekleyin ve plaka okumadan önce 37 ° C,% 95 nem,% 5 CO 2 30 dakika için kurtarmak için izin. </li><li> Nöronal aktivite kaydetmek için MEA plakasını plaka okuyucusuna (37 ° C&#39;ye önceden ısıtılmış) yerleştirin. İlgili MEA kayıt yazılımı ile 10 dakika etkinliği kaydedin. Ayrıntılar için referans 19&#39;a bakın. </li><li> Ham veri üretmek - istatistiksel analiz yazılımı kullanarak sürekli akıntılar ve nöronal aktivitenin raster çizelgeleri 19 . NOT: MEA kayıtları SFEB kaplamasından 7 gün sonra çekilir. Bu çalışma için, ağ burst aktivitesini tespit etmek için kayıtlar 10 dakika süreyle alındı;Ardışık iz ve raster araziler. SFEB&#39;ler MEA plakalarında uzun süre muhafaza edilebilir ve çevreyle kontrol edilen koşullar kullanarak daha uzun süreler boyunca kaydedilebilir ( Şekil 6 ). </li></ol>

<ol>
	<li>Nestor, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+serum-free+embryoid+bodies+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+into+networks.">Differentiation of serum-free embryoid bodies from human induced pluripotent stem cells into networks.</a> Stem Cell Res. 10 (3), 454-463 (2013).</li><li>Eiraku, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-organized+formation+of+polarized+cortical+tissues+from+ESCs+and+its+active+manipulation+by+extrinsic+signals.">Self-organized formation of polarized cortical tissues from ESCs and its active manipulation by extrinsic signals.</a> Cell Stem Cell. 3 (5), 519-532 (2008).</li><li>Sasai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next-generation+regenerative+medicine:+organogenesis+from+stem+cells+in+3D+culture.">Next-generation regenerative medicine: organogenesis from stem cells in 3D culture.</a> Cell Stem Cell. 12 (5), 520-530 (2013).</li><li>Song, S., Abbott, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+development+and+remapping+through+spike+timing-dependent+plasticity.">Cortical development and remapping through spike timing-dependent plasticity.</a> Neuron. 3 (2), 339-350 (2001).</li><li>Pre, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+time+course+analysis+of+the+electrophysiological+properties+of+neurons+differentiated+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+(iPSCs).">A time course analysis of the electrophysiological properties of neurons differentiated from human induced pluripotent stem cells (iPSCs).</a> PLoS One. 9 (7), e103418 (2014).</li><li>Sproul, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+molecular+profiling+of+PSEN1+familial+Alzheimer's+disease+iPSC-derived+neural+progenitors.">Characterization and molecular profiling of PSEN1 familial Alzheimer's disease iPSC-derived neural progenitors.</a> PLoS One. 9 (1), e84547 (2014).</li><li>Stoppini, L., Buchs, P. A., Muller, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+organotypic+cultures+of+nervous+tissue.">A simple method for organotypic cultures of nervous tissue.</a> J Neurosci Methods. 37 (2), 173-182 (1991).</li><li>Nicholas, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+maturation+of+hPSC-derived+forebrain+interneurons+requires+an+extended+timeline+and+mimics+human+neural+development.">Functional maturation of hPSC-derived forebrain interneurons requires an extended timeline and mimics human neural development.</a> Cell Stem Cell. 12 (5), 573-586 (2013).</li><li>Cukier, H. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exome+sequencing+of+extended+families+with+autism+reveals+genes+shared+across+neurodevelopmental+and+neuropsychiatric+disorders.">Exome sequencing of extended families with autism reveals genes shared across neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders.</a> Mol Autism. 5 (1), (2014).</li><li>Marchetto, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+neural+development+and+treatment+of+Rett+syndrome+using+human+induced+pluripotent+stem+cells.">A model for neural development and treatment of Rett syndrome using human induced pluripotent stem cells.</a> Cell. 143 (4), 527-539 (2010).</li><li>Choi, S. H., Tanzi, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=iPSCs+to+the+rescue+in+Alzheimer's+research.">iPSCs to the rescue in Alzheimer's research.</a> Cell Stem Cell. 10 (3), 235-236 (2012).</li><li>Yagi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+familial+Alzheimer's+disease+with+induced+pluripotent+stem+cells.">Modeling familial Alzheimer's disease with induced pluripotent stem cells.</a> Hum Mol Genet. 20 (23), 4530-4539 (2011).</li><li>Mariani, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+human+cortical+development+in+vitro+using+induced+pluripotent+stem+cells.">Modeling human cortical development in vitro using induced pluripotent stem cells.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (31), 12770-12775 (2012).</li><li>Quadrato, G., Brown, J., Arlotta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+promises+and+challenges+of+human+brain+organoids+as+models+of+neuropsychiatric+disease.">The promises and challenges of human brain organoids as models of neuropsychiatric disease.</a> Nat Med. 22 (11), 1220-1228 (2016).</li><li>Nestor, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+Inducible+Pluripotent+Stem+Cells+and+Autism+Spectrum+Disorder:+Emerging+Technologies.">Human Inducible Pluripotent Stem Cells and Autism Spectrum Disorder: Emerging Technologies.</a> Autism Res. 9 (5), 513-535 (2016).</li><li>Nestor, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+subpopulation+of+developing+cortical+interneurons+from+human+iPSCs+within+serum-free+embryoid+bodies.">Characterization of a subpopulation of developing cortical interneurons from human iPSCs within serum-free embryoid bodies.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 308 (3), C209-C219 (2015).</li><li>Nestor, M. W., Hoffman, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+cycling+rates+of+Kv4.2+channels+in+proximal+and+distal+dendrites+of+hippocampal+CA1+pyramidal+neurons.">Differential cycling rates of Kv4.2 channels in proximal and distal dendrites of hippocampal CA1 pyramidal neurons.</a> Hippocampus. 22 (5), 969-980 (2012).</li><li>Nestor, M. W., Mok, L. P., Tulapurkar, M. E., Thompson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+of+neuron-glial+interactions+mediated+by+astrocytic+EphARs.">Plasticity of neuron-glial interactions mediated by astrocytic EphARs.</a> J Neurosci. 27 (47), 12817-12828 (2007).</li><li>Woodard, C. M., Campos, B. A., Kuo, S. H., Nirenberg, M. J., Nestor, M. W., Zimmer, M., Mosharov, E. V., Sulzer, D., Zhou, H., Paull, D., Clark, L., Schadt, E. E., Sardi, S. P., Rubin, L., Eggan, K., Brock, M., Lipnick, S., Rao, M., Chang, S., Li, A., Noggle, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=iPSC-Derived+Dopamine+Neurons+Reveal+Differences+Between+Monozygotic+Twins+Discordant+for+Parkinson's+Disease.">iPSC-Derived Dopamine Neurons Reveal Differences Between Monozygotic Twins Discordant for Parkinson's Disease.</a> Cell Rep. 9 (4), 1173-1182 (2014).</li><li>Huang, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tankyrase+inhibition+stabilizes+axin+and+antagonizes+Wnt+signalling.">Tankyrase inhibition stabilizes axin and antagonizes Wnt signalling.</a> Nature. 461 (7264), 614-620 (2009).</li><li>Chambers, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+neural+conversion+of+human+ES+and+iPS+cells+by+dual+inhibition+of+SMAD+signaling.">Highly efficient neural conversion of human ES and iPS cells by dual inhibition of SMAD signaling.</a> Nat Biotechnol. 27 (3), 275-280 (2009).</li><li>Kriks, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopamine+neurons+derived+from+human+ES+cells+efficiently+engraft+in+animal+models+of+Parkinson's+disease.">Dopamine neurons derived from human ES cells efficiently engraft in animal models of Parkinson's disease.</a> Nature. 480 (7378), 547-551 (2011).</li><li>Maroof, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+differentiation+and+functional+maturation+of+cortical+interneurons+from+human+embryonic+stem+cells.">Directed differentiation and functional maturation of cortical interneurons from human embryonic stem cells.</a> Cell Stem Cell. 12 (5), 559-572 (2013).</li><li>Pasca, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+cortical+neurons+and+astrocytes+from+human+pluripotent+stem+cells+in+3D+culture.">Functional cortical neurons and astrocytes from human pluripotent stem cells in 3D culture.</a> Nat Methods. 12 (7), 671-678 (2015).</li><li>Yan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=iPS+cells+reprogrammed+from+human+mesenchymal-like+stem/progenitor+cells+of+dental+tissue+origin.">iPS cells reprogrammed from human mesenchymal-like stem/progenitor cells of dental tissue origin.</a> Stem Cells Dev. 19 (4), 469-480 (2010).</li><li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+clinical-grade+human+induced+pluripotent+stem+cells+in+Xeno-free+conditions.">Generation of clinical-grade human induced pluripotent stem cells in Xeno-free conditions.</a> Stem Cell Res Ther. 6, 223 (2015).</li><li>Kwon, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+Differentiation+of+a+Human+Induced+Pluripotent+Stem+Cell+Line+(FS-1)+Derived+from+Newborn+Foreskin+Fibroblasts.">Neuronal Differentiation of a Human Induced Pluripotent Stem Cell Line (FS-1) Derived from Newborn Foreskin Fibroblasts.</a> Int J Stem Cells. 5 (2), 140-145 (2012).</li><li>Li, X. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordination+of+sonic+hedgehog+and+Wnt+signaling+determines+ventral+and+dorsal+telencephalic+neuron+types+from+human+embryonic+stem+cells.">Coordination of sonic hedgehog and Wnt signaling determines ventral and dorsal telencephalic neuron types from human embryonic stem cells.</a> Development. 136 (23), 4055-4063 (2009).</li><li>Sheridan, S. D., Surampudi, V., Rao, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+embryoid+bodies+derived+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+as+a+means+to+assess+pluripotency.">Analysis of embryoid bodies derived from human induced pluripotent stem cells as a means to assess pluripotency.</a> Stem Cells Int. , 738910 (2012).</li><li>Smith, Q., Stukalin, E., Kusuma, S., Gerecht, S., Sun, S. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stochasticity+and+Spatial+Interaction+Govern+Stem+Cell+Differentiation+Dynamics.">Stochasticity and Spatial Interaction Govern Stem Cell Differentiation Dynamics.</a> Sci Rep. 5, 12617 (2015).</li></ol>

Yazarların rekabette finansal çıkarları yoktur.

Burada açıklanan protokol, bir hiPSC kaynağının frontal korteksin erken gelişim evresini yineleyen 3 boyutlu bir yapıya ayırma koşullarını sağlar. Bu prosedür, aynı zamanda mikroskopi yapılmaya elverişli olan elektrofizyoloji için sorgulanabilen yapılar üretir. SFEB&#39;nin son morfolojisi, organotipik beyin dilim kültürlerine benzemekte ve yüksek kaliteli ayrıntılı konfokal görüntülemeye olanak sağlamaktadır. Bu protokol, hem fibroblast hem de periferik-kan mononükleer hücre kaynaklı hi...

Daha önce erken kortikal ağ 1 geliştirme bazı yönlerini tekrarlar hasta-türevi insan uyarılmış pluripotent kök hücreler (hiPSCs) oluşturulmuş bir 3-boyutlu bir model sistemi, bildirmişlerdir. Serumsuz bir embriyo gövdesi (SFEB) olan bu 3 boyutlu model, önceki basit toplama hiPSC modelleri 2 , 3&#39;ü geliştirir . Işin artan vücut 5 / tek tabakalı hiPSC modelleri 4 eden SFEBs gibi 3-B yapısı, sinir gelişme yaklaşık yönleri genel olarak in vivo ve 2-boyutlu (2-D) &#39;de gözlenenden daha önceki bir zaman noktasında gözlemlenen açıklayıcıdır. İlk çalışmalar, fizyolojik karmaşıklığını göstermeksizin üç boyutlu cisimciklerin kendilerini organize eden karmaşıklığına odaklanmıştır 2 . Burada açıklanan protokol, fibroblastlardan türeyen farklılaşmamış hiPSC&#39;lerde ve<html> Periferik kan mononükleer hücreleri (PBMC&#39;ler). Bu hücreler γ-ışınlanmış fare embriyonik besleyicilerinde (MEFler) muhafaza edilir. Bu hiPSC kolonileri kendiliğinden farklılaşmış hücrelerden manuel olarak temizlenir, enzimatik olarak hasat edilir ve Rho-Kinaz inhibitörü Y-27632 (ROCKi) içeren ortamda yeniden süspanse edilir. Farklılaşmamış hiPSC&#39;ler 96 oyuk düşük yapışma V-alt plakalarına aktarılmadan önce ayrışma ve santrifüje tabi tutulur. Kaplama sonra sinir indüksiyon çift Smad inhibisyonu kullanılarak başlatılır (birlikte SB431542 ve LDN193189 dickkopf 1 (dkk-1)), bir ön-cephe ön beyin nöron kaderini soy 6 sürücü. 14 gün sonra, SFEB&#39;ler 6 oyuklu bir plaka içerisinde hücre kültür eklerine aktarılır. Bir kez aktarıldıktan sonra yuvarlak SFEB&#39;ler yayılmaya ve inceltmeye başlarken, benzer hücre kültürü ekleri kullanan hipokampal organotipik dilim kültürü preparatlarında sıklıkla gözlendiği gibi yerel ağ bağlantılarını muhafaza ederek 1 ,Ss = &quot;xref&quot;&gt; 7. Bu formatta bir SFEB tabanlı 3 boyutlu platformun kullanımı kalsiyum görüntüleme veya tek hücreli kayıtlar veya çok elektrotlu dizi (MEA) gibi elektrofizyolojik testler gibi hücre bazlı fizyolojik tahliller kullanılarak sorgulanabilecek kortikal şebekelerin etkili bir şekilde üretilmesine uygundur ) 1 . 3 boyutlu sistemler erken kortikal gelişim işaretleri ayı rağmen, diğer çalışmalar bu 3 boyutlu cisimler insan dokusu gelişimi 8&#39;in doğal olarak daha yavaş bir hızda izin vermek için daha uzun inkübasyon süreleri gerekebilir göstermiştir. Bu SFEB protokolü, kortekste erken gelişim özelliklerini yakalayan farklılaşmamış hiPSC&#39;lerden başarıyla 3-D SFEB&#39;ler üretir. SFEB&#39;lerin nörolojik bozukluklarda ağ aberasyonlarını modelleme potansiyeli bu sistemin gücüdür. Hasta dokusundan türetilen hiPSC&#39;ler, sinir sisteminin kıçına tabi olan hücrelere yetiştirilebilirHücre biyolojisine ve aynı zamanda gen ekspresyonuna ilişkindir. İnsan iPSC&#39;leri, otizm spektrum bozukluğu (ASD), şizofreni 9 , Rett Sendromu 10 ve Alzheimer hastalığı 11 , 12 gibi karmaşık etyolojilere sahip çeşitli nörolojik bozukluklara sahip geniş birey gruplarının genetik profilini tespit etmek için kullanılmaktadır. Yakın zamana kadar, iPSC modelleri tipik olarak, moleküler etkileşimleri değerlendirmede yeterli iken , in vivo görülen karmaşık hücresel etkileşimleri deşifrelemede yetersiz kalan tek tabaka preparatlarıydı. Hayvan modelleri, tümör organı platformunun yeniden oluşturulması için varsayılan ikame olmuştur. Bu hayvan modelleri, bulguların zayıf bir şekilde çevrilmesinden dolayı rahatsızdır ve büyük genetik tarama çalışmaları ile tanımlanan insan genetik profillerini çoğaltma yeteneği sınırlıdır. Böylece, iPSC&#39;lerden 3-B sistemlerin geliştirilmesi, insan için gerekli bir katman katma- sını katarHastalık modelleme 13 , 14 . 3D hiPSC platformları için bir sonraki adım, hücre bazlı tahliller kullanılarak yüksek verimli taramada büyük ölçekli gereksinimleri karşılamaktır 15 .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1173">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:573px;">SFEB Neuronal Differentiation Cell culture Media. Reagents. Components&#160;</td>
			<td style="width:183px;"></td>
			<td style="width:164px;"></td>
			<td style="width:253px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">STEMdiff Neural Induction Medium (hiPSC Media)</td>
			<td>STEMCELL Technologies</td>
			<td>0-5835</td>
			<td>250ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">PluriQ ES-DMEM Medium (MEF Media)</td>
			<td>GlobalStem</td>
			<td>GSM-2001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Name</td>
			<td>Company&#160;</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">DM1 Media Components</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">D-MEM/F-12 (1X), Glutamax liquid, 1:1</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">10565018</td>
			<td>385ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Knockout Serum Replacement</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">10828028</td>
			<td>20% 100ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Pen/Strep</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">15140122</td>
			<td>5ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Glutamax 200mM</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">35050061</td>
			<td>5ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">MEM Non-Essential Amino Acids Solution 10 mM (100X), liquid</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">11140050</td>
			<td>5ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">2-Mercaptoethanol (1,000X), liquid</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">21985023</td>
			<td>900ul</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Name</td>
			<td>Company&#160;</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">DM2 Media Components</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">D-MEM/F-12 (1X), Glutamax liquid, 1:1</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">10565018</td>
			<td>500ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Glutamax 200mM</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">35050061</td>
			<td>5ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Pen/Strep</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">15140122</td>
			<td>5ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">N-2 Supplement (100X), liquid</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">17502048</td>
			<td>10ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Name</td>
			<td>Company&#160;</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">DM3 Media Components</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">NEUROBASAL Medium (1X), liquid</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">21103049</td>
			<td>500ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">B-27 Supplement Minus Vitamin A (50X), liquid</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">12587010</td>
			<td>10ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Glutamax 200mM</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">35050061</td>
			<td>5ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Pen/Strep</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td align="right">15140122</td>
			<td>5ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Name</td>
			<td>Company&#160;</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Small Molecules</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Thiazovivin</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>04-0017</td>
			<td>2uM</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">SB431542</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>04-0010-10</td>
			<td>1:1000 (10uM)</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Dorsomorphin</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>04-0024</td>
			<td>1uM</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">LDN-193189</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>04-0074-10</td>
			<td>250nM</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Y27632 (ROCKi)</td>
			<td>Stemgent</td>
			<td>04-0012-10</td>
			<td>10uM</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Name</td>
			<td>Company&#160;</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Recombinant Protiens</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">DKK-1</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>120-30</td>
			<td>200ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Name</td>
			<td>Company&#160;</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Components/Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Cell Culture inserts 0.4uM, 30mm Diameter</td>
			<td>Millicell</td>
			<td>PICM0RG50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Mouse Embryonic Fibroblasts</td>
			<td>GlobalStem</td>
			<td>GSC-6301G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">96 well V bottom w/Lids</td>
			<td>Evergreen</td>
			<td>222-8031-01V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">StemPro Accutase Cell Dissociation Reagent</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>A1110501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">TritonX-100</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td align="right">85111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td align="right">10010023</td>
			<td>500 mL</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Normal Donkey Serum</td>
			<td>Jackson Labs</td>
			<td>017-000-121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Leibovitz&#39;s L-15 Medium</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td align="right">11415114</td>
			<td>500 mL</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">DRAQ5 (Nuclear Marker)&#160;</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>65-0880-96</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">MEA Plates</td>
			<td>Axion Biosystems</td>
			<td>M768-GL1-30Pt200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">6 well flat bottom</td>
			<td>Falcon</td>
			<td align="right">353046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Name</td>
			<td>Company&#160;</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Antibody</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nestin</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAB5326</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Brn-2</td>
			<td>Protein tech</td>
			<td>14596-1-AP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">VGLUT1&#160;</td>
			<td>Synaptic Systems&#160;</td>
			<td>135 303</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pax6</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab5790</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Calretinin&#160;</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Calbindin</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab11426</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CoupTFII</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>PPH714700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nkx 2.1</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab12650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tuj1</td>
			<td>abcam</td>
			<td>ab41489</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Reelin</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAB5364</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tbr1</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAB2261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NFH</td>
			<td>Dako</td>
			<td>M0762</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

developing hipsc derived serum free embryoid bodies for the interrogation of 3-d stem cell cultures using physiologically relevant assays

HiPSC&#39;leri kullanarak bir dizi in vitro hastalık modeli geliştirilmiş olsa da, bir sınırlama, bu iki boyutlu (2-B) sistemlerin, şüpheli hastalık varyantlarını taşıyan etkilenen bireylerin altında yatan sitolojik mimari ve fonksiyonel karmaşıklığı temsil etmeyebileceğidir. Konvansiyonel 2 boyutlu modeller in vivo benzeri yapıların eksik temsillerini tutar ve beynin karmaşıklığını yeterince yakalar. Dolayısıyla, in vivo bir sistemde görülen hücresel etkileşimleri ve işlevleri daha iyi özetleyebilen daha fazla 3-D hiPSC&#39;ye dayalı modeller için yeni bir ihtiyaç ortaya çıkmaktadır. Serbest embriyo gövdeye (SFEB) dayalı farklılaşmamış hiPSC&#39;lerden 3 boyutlu bir sistem geliştirmek için bir protokol bildirdik. Bu 3 boyutlu model, gelişmekte olan bir ventralize neokorteksin özelliklerini yansıtır ve yaşayan sinir hücreleri ile göç, bağlantı, iletişim ve mat gibi bozulmamış dokular için ayrılmaz fonksiyonlara yönelik çalışmalara izin veriruration. Özellikle, protokolümüzü kullanan SFEB&#39;lerin kalsiyum görüntüleme ve kriyoseksiyonsuz çok elektrotlu dizi (MEA) kayıtları gibi fizyolojik olarak alakalı ve içeriği yüksek hücre bazlı analizleri kullanarak sorguya çekilebileceğini gösteriyoruz. ÇÇ kayıtlarında, SFEB&#39;lerin uzun süreli kültürde hem başak aktivitesini hem de şebeke seviyesinde patlama aktivitesini arttırdığını gösteriyoruz. Bu SFEB protokolü, erken kortikal gelişimin özelliklerini yakalayan 3 boyutlu bir modelde ağ oluşumunun geliştirilmesi çalışması için sağlam ve ölçeklenebilir bir sistem sağlar.

Tekniğimiz kullanılarak yetiştirilen SFEB&#39;ler, geniş Tuj1 pozitif nöronların yanı sıra sinir öncüleri ile dolu erken gelişimsel bir kortikal subventriküler bölgeye benzeyen morfolojik özelliklere sahip doku üretmiştir ( Şekil 3A ). SFEB&#39;nin dış katmanlarında ve iç katmanlarında çok sayıda gelişmekte olan korteks rozet gözlenmiştir ( Şekil 3B ). SFEB&#39;nin dış kenarı, postmitotik nöronlar...

Watch this Scientific Journal Video about Developing HiPSC Derived Serum Free Embryoid Bodies for the Interrogation of 3-D Stem Cell Cultures Using Physiologically Relevant Assays at JoVE.com

Developing HiPSC Derived Serum Free Embryoid Bodies for the Interrogation of 3-D Stem Cell Cultures Using Physiologically Relevant Assays

Burada, insandan kaynaklı pluripotent kök hücrelerden (hiPSC) serum serbest embriyo gövdesi (SFEB) denilen üç boyutlu (3 boyutlu) bir sistem geliştirmek için bir protokol bildirdik. Bu 3 Boyutlu model, insan kortikal gelişimini modellemek için organotipik dilim kültürü gibi ve gelişmekte olan sinir devrelerinin fizyolojik sorgusu için kullanılabilir.

Fizyolojik Olarak İlgili Tahliller Kullanılarak 3-D Kök Hücre Kültürlerinin Sorgulanması İçin HiPSC Türevi Serum Serbest Embriyoid Cisim Geliştirilmesi

Although a number of in vitro disease models have been developed using hiPSCs, one limitation is that these two-dimensional (2-D) systems may not ...

developing-hipsc-derived-serum-free-embryoid-bodies-for-interrogation

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.8K Görüntüleme.  The Hussman Institute for Autism.  Burada, insandan kaynaklı pluripotent kök hücrelerden (hiPSC) serum serbest embriyo gövdesi (SFEB) denilen üç boyutlu (3 boyutlu) bir sistem geliştirmek için bir protokol bildirdik. Bu 3 Boyutlu model, insan kortikal gelişimini modellemek için organotipik dilim kültürü gibi ve gelişmekte olan sinir devrelerinin fizyolojik sorgusu için kullanılabilir. 

Video: Developing HiPSC Derived Serum Free Embryoid Bodies for the Interrogation of 3-D Stem Cell Cultures Using Physiologically Relevant Assays

Scalable Fluidic Injector Arrays for Viral Targeting of Intact 3-D Brain Circuits

Our understanding of neural circuits--how they mediate the computations that subserve sensation, thought, emotion, and action, and how they are corrupted in neurological and psychiatric disorders--would be greatly facilitated by a technology for rapidly targeting genes to complex 3-dimensional neural circuits, enabling fast creation of "circuit-level transgenics." We have recently developed methods in which viruses encoding for light-sensitive proteins can sensitize specific cell types to millisecond-timescale activation and silencing in the intact brain. We here present the design and implementation of an injector array capable of delivering viruses (or other fluids) to dozens of defined points within the 3-dimensional structure of the brain (Figure. 1A, 1B). The injector array comprises one or more displacement pumps that each drive a set of syringes, each of which feeds into a polyimide/fused-silica capillary via a high-pressure-tolerant connector. The capillaries are sized, and then inserted into, desired locations specified by custom-milling a stereotactic positioning board, thus allowing viruses or other reagents to be delivered to the desired set of brain regions. To use the device, the surgeon first fills the fluidic subsystem entirely with oil, backfills the capillaries with the virus, inserts the device into the brain, and infuses reagents slowly (&lt;0.1 microliters/min). The parallel nature of the injector array facilitates rapid, accurate, and robust labeling of entire neural circuits with viral payloads such as optical sensitizers to enable light-activation and silencing of defined brain circuits. Along with other technologies, such as optical fiber arrays for light delivery to desired sets of brain regions, we hope to create a toolbox that enables the systematic probing of causal neural functions in the intact brain. This technology may not only open up such systematic approaches to circuit-focused neuroscience in mammals, and facilitate labeling of brain regions in large animals such as non-human primates, but may also open up a clinical translational path for cell-specific optical control prosthetics, whose precision may enable improved treatment of intractable brain disorders. Finally, such devices as described here may facilitate precisely-timed fluidic delivery of other payloads, such as stem cells and pharmacological agents, to 3-dimensional structures, in an easily user-customizable fashion.

Controlling and analyzing neural circuits in vivo would be facilitated by a technology for delivery of viruses and other reagents to desired 3-dimensional sets of brain regions. We demonstrate customized fluidic injector array fabrication, and delivery of virally-encoded optical sensitizers, enabling optical manipulation of complex brain circuits.

Bozulmamış 3-D Beyin Devrelerin Hedefleme Viral için Ölçeklenebilir akışkan Enjektör Diziler

Our understanding of neural circuits--how they mediate the computations that subserve sensation, thought, emotion, and action, and how they are corrupted ...

Nörobilim

The Neuroblast Assay: An Assay for the Generation and Enrichment of Neuronal Progenitor Cells from Differentiating Neural Stem Cell Progeny Using Flow Cytometry

Neural stem cells (NSCs) can be isolated and expanded in large-scale, using the neurosphere assay and differentiated into the three major cell types of the central nervous system (CNS); namely, astrocytes, oligodendrocytes and neurons. These characteristics make neural stem and progenitor cells an invaluable renewable source of cells for in vitro studies such as drug screening, neurotoxicology and electrophysiology and also for cell replacement therapy in many neurological diseases. In practice, however, heterogeneity of NSC progeny, low production of neurons and oligodendrocytes, and predominance of astrocytes following differentiation limit their clinical applications. Here, we describe a novel methodology for the generation and subsequent purification of immature neurons from murine NSC progeny using fluorescence activated cell sorting (FACS) technology. Using this methodology, a highly enriched neuronal progenitor cell population can be achieved without any noticeable astrocyte and bona fide NSC contamination. The procedure includes differentiation of NSC progeny isolated and expanded from E14 mouse ganglionic eminences using the neurosphere assay, followed by isolation and enrichment of immature neuronal cells based on their physical (size and internal complexity) and fluorescent properties using flow cytometry technology. Overall, it takes 5-7 days to generate neurospheres and 6-8 days to differentiate NSC progeny and isolate highly purified immature neuronal cells.

This video protocol demonstrates a novel method for the generation and subsequent purification of neuronal progenitor cells from a renewable source of neural stem cells (NSCs) based on their physical (size and internal granularity) and fluorescent properties using flow cytometry technology.

Neuroblast Test: Akım Sitometri Kullanımı Farklılaşan Nöral Kök Hücre Döl nöronal Progenitör Hücrelerinin üretilmesi ve zenginleştirilmesi için bir Testi

Neural stem cells (NSCs) can be isolated and expanded in large-scale, using the neurosphere assay and differentiated into the three major cell types of ...

High-resolution Live Imaging of Cell Behavior in the Developing Neuroepithelium

The embryonic spinal cord consists of cycling neural progenitor cells that give rise to a large percentage of the neuronal and glial cells of the central nervous system (CNS). Although much is known about the molecular mechanisms that pattern the spinal cord and elicit neuronal differentiation1, 2, we lack a deep understanding of these early events at the level of cell behavior. It is thus critical to study the behavior of neural progenitors in real time as they undergo neurogenesis.
In the past, real-time imaging of early embryonic tissue has been limited by cell/tissue viability in culture as well as the phototoxic effects of fluorescent imaging. Here we present a novel assay for imaging such tissue for long periods of time, utilizing a novel ex vivo slice culture protocol and wide-field fluorescence microscopy (Fig. 1). This approach achieves long-term time-lapse monitoring of chick embryonic spinal cord progenitor cells with high spatial and temporal resolution.
This assay may be modified to image a range of embryonic tissues3, 4 In addition to the observation of cellular and sub-cellular behaviors, the development of novel and highly sensitive reporters for gene activity (for example, Notch signaling5) makes this assay a powerful tool with which to understand how signaling regulates cell behavior during embryonic development.

Imaging embryonic tissue in real-time is challenging over long periods of time. Here we present an assay for monitoring cellular and sub-cellular changes in chick spinal cord for long periods with high spatial and temporal resolution. This technique can be adapted for other regions of the nervous system and developing embryo.

Gelişmekte Neuroepithelium Hücre Davranış Yüksek çözünürlüklü Canlı Görüntüleme

The embryonic spinal cord consists of cycling neural progenitor cells that give rise to a large percentage of the neuronal and glial cells of the central ...

Live Imaging of Mitosis in the Developing Mouse Embryonic Cortex

Although of short duration, mitosis is a complex and dynamic multi-step process fundamental for development of organs including the brain. In the developing cerebral cortex, abnormal mitosis of neural progenitors can cause defects in brain size and function. Hence, there is a critical need for tools to understand the mechanisms of neural progenitor mitosis. Cortical development in rodents is an outstanding model for studying this process. Neural progenitor mitosis is commonly examined in fixed brain sections. This protocol will describe in detail an approach for live imaging of mitosis in ex vivo embryonic brain slices. We will describe the critical steps for this procedure, which include: brain extraction, brain embedding, vibratome sectioning of brain slices, staining and culturing of slices, and time-lapse imaging. We will then demonstrate and describe in detail how to perform post-acquisition analysis of mitosis. We include representative results from this assay using the vital dye Syto11, transgenic mice (histone H2B-EGFP and centrin-EGFP), and in utero electroporation (mCherry-&#945;-tubulin). We will discuss how this procedure can be best optimized and how it can be modified for study of genetic regulation of mitosis. Live imaging of mitosis in brain slices is a flexible approach to assess the impact of age, anatomy, and genetic perturbation in a controlled environment, and to generate a large amount of data with high temporal and spatial resolution. Hence this protocol will complement existing tools for analysis of neural progenitor mitosis.

Neural progenitor mitosis is a critical parameter of neurogenesis. Much of our understanding of neural progenitor mitosis is based on analysis of fixed tissue. Live imaging in embryonic brain slices is a versatile technique to assess mitosis with high temporal and spatial resolution in a controlled environment.

Gelişmekte Fare Embriyonik Cortex mitoz Canlı Görüntüleme

Although of short duration, mitosis is a complex and dynamic multi-step process fundamental for development of organs including the brain. In the ...

Feeder-free Derivation of Neural Crest Progenitor Cells from Human Pluripotent Stem Cells

Human pluripotent stem cells (hPSCs) have great potential for studying human embryonic development, for modeling human diseases in the dish and as a source of transplantable cells for regenerative applications after disease or accidents. Neural crest (NC) cells are the precursors for a large variety of adult somatic cells, such as cells from the peripheral nervous system and glia, melanocytes and mesenchymal cells. They are a valuable source of cells to study aspects of human embryonic development, including cell fate specification and migration. Further differentiation of NC progenitor cells into terminally differentiated cell types offers the possibility to model human diseases in vitro, investigate disease mechanisms and generate cells for regenerative medicine. This article presents the adaptation of a currently available in vitro differentiation protocol for the derivation of NC cells from hPSCs. This new protocol requires 18 days of differentiation, is feeder-free, easily scalable and highly reproducible among human embryonic stem cell (hESC) lines as well as human induced pluripotent stem cell (hiPSC) lines. Both old and new protocols yield NC cells of equal identity.

Neural crest (NC) cells derived from human pluripotent stem cells (hPSC) have great potential for modeling human development and disease and for cell replacement therapies. Here, a feeder-free adaptation of the currently widely used in vitro differentiation protocol for the derivation of NC cells from hPSCs is presented.

İnsan Pluripotent dan Sinir Crest Progenitör Hücreler besleyici ücretsiz Derivasyon Kök Hücre

Human pluripotent stem cells (hPSCs) have great potential for studying human embryonic development, for modeling human diseases in the dish and as a ...

Functional Evaluation of Biological Neurotoxins in Networked Cultures of Stem Cell-derived Central Nervous System Neurons

Therapeutic and mechanistic studies of the presynaptically targeted clostridial neurotoxins (CNTs) have been limited by the need for a scalable, cell-based model that produces functioning synapses and undergoes physiological responses to intoxication. Here we describe a simple and robust method to efficiently differentiate murine embryonic stem cells (ESCs) into defined lineages of synaptically active, networked neurons. Following an 8 day differentiation protocol, mouse embryonic stem cell-derived neurons (ESNs) rapidly express and compartmentalize neurotypic proteins, form neuronal morphologies and develop intrinsic electrical responses. By 18 days after differentiation (DIV 18), ESNs exhibit active glutamatergic and &#947;-aminobutyric acid (GABA)ergic synapses and emergent network behaviors characterized by an excitatory:inhibitory balance. To determine whether intoxication with CNTs functionally antagonizes synaptic neurotransmission, thereby replicating the in vivo pathophysiology that is responsible for clinical manifestations of botulism or tetanus, whole-cell patch clamp electrophysiology was used to quantify spontaneous miniature excitatory post-synaptic currents (mEPSCs) in ESNs exposed to tetanus neurotoxin (TeNT) or botulinum neurotoxin (BoNT) serotypes /A-/G. In all cases, ESNs exhibited near-complete loss of synaptic activity within 20 hr. Intoxicated neurons remained viable, as demonstrated by unchanged resting membrane potentials and intrinsic electrical responses. To further characterize the sensitivity of this approach, dose-dependent effects of intoxication on synaptic activity were measured 20 hr after addition of BoNT/A. Intoxication with 0.005 pM BoNT/A resulted in a significant decrement in mEPSCs, with a median inhibitory concentration (IC50) of 0.013 pM. Comparisons of median doses indicate that functional measurements of synaptic inhibition are faster, more specific and more sensitive than SNARE cleavage assays or the mouse lethality assay. These data validate the use of synaptically coupled, stem cell-derived neurons for the highly specific and sensitive detection of CNTs.

A custom protocol is described to differentiate mouse ES cells into defined populations of highly pure neurons exhibiting functioning synapses and emergent network behavior. Electrophysiological analysis demonstrates the loss of synaptic transmission following exposure to botulinum neurotoxin serotypes /A-/G and tetanus neurotoxin.

Kök ve Ağ Kültürlerde Biyolojik nörotoksinlerin Fonksiyonel Değerlendirme Merkezi Sinir Sistemi Nöronlar Hücre-türetilmiş

Therapeutic and mechanistic studies of the presynaptically targeted clostridial neurotoxins (CNTs) have been limited by the need for a scalable, ...

Enumeration of Neural Stem Cells Using Clonal Assays

Neural stem cells (NSCs) have the ability to self-renew and generate the three major neural lineages &#8212; astrocytes, neurons and oligodendrocytes. NSCs and neural progenitors (NPs) are commonly cultured in vitro as neurospheres. This protocol describes in detail how to determine the NSC frequency in a given cell population under clonal conditions. The protocol begins with the seeding of the cells at a density that allows for the generation of clonal neurospheres. The neurospheres are then transferred to chambered coverslips and differentiated under clonal conditions in conditioned medium, which maximizes the differentiation potential of the neurospheres. Finally, the NSC frequency is calculated based on neurosphere formation and multipotency capabilities. Utilities of this protocol include the evaluation of candidate NSC markers, purification of NSCs, and the ability to distinguish NSCs from NPs. This method takes 13 days to perform, which is much shorter than current methods to enumerate NSC frequency.

Neural stem cells (NSCs) refer to cells&#160;which can self-renew and differentiate into the three neural lineages. Here, we describe a protocol to determine NSC frequency in a given cell population using neurosphere formation and differentiation under clonal conditions.

Nöral Kök Hücre Sayım klonal Tahliller Kullanma

Neural stem cells (NSCs) have the ability to self-renew and generate the three major neural lineages &#8212; astrocytes, neurons and oligodendrocytes. ...

Modelling Zika Virus Infection of the Developing Human Brain In Vitro Using Stem Cell Derived Cerebral Organoids

The recent emergence of Zika virus (ZIKV) in susceptible populations has led to an abrupt increase in microcephaly and other neurodevelopmental conditions in newborn infants. While mosquitos are the main route of viral transmission, it has also been shown to spread via sexual contact and vertical mother-to-fetus transmission. In this latter case of transmission, due to the unique viral tropism of ZIKV, the virus is believed to predominantly target the neural progenitor cells (NPCs) of the developing brain.
Here a method for modeling ZIKV infection, and the resulting microcephaly, that occur when human cerebral organoids are exposed to live ZIKV is described. The organoids display high levels of virus within their neural progenitor population, and exhibit severe cell death and microcephaly over time. This three-dimensional cerebral organoid model allows researchers to conduct species-matched experiments to observe and potentially intervene with ZIKV infection of the developing human brain. The model provides improved relevance over standard two-dimensional methods, and contains human-specific cellular architecture and protein expression that are not possible in animal models.

Modelling Zika Virus Infection of the Developing Human Brain In Vitro Using Stem Cell Derived Cerebral Organoids

This protocol describes a technique used to model Zika virus infection of the developing human brain. Using wildtype or engineered stem cell lines, researchers may use this technique to uncover the various mechanisms or treatments that may affect early brain infection and resulting microcephaly in Zika virus-infected embryos.

Kök hücre kullanarak gelişmekte olan insan beyni Vitro Zika virüs enfeksiyonu modelleme serebral Organoids türetilmiş

The recent emergence of Zika virus (ZIKV) in susceptible populations has led to an abrupt increase in microcephaly and other neurodevelopmental conditions ...

Generation of 3-D Collagen-based Hydrogels to Analyze Axonal Growth and Behavior During Nervous System Development

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is centered on culturing small pieces of embryonic or early postnatal rodent brains inside a 3-D hydrogel formed by the rat tail tendon-derived type I collagen with specific porosity. Tissue pieces are cultured inside the hydrogel and confronted to specific brain fragments or genetically-modified cell aggregates to produce and secrete molecules suitable for creating a gradient inside the porous matrix. The steps of this protocol are simple and reproducible but include critical steps to be considered carefully during its development. Moreover, the behavior of growing axons can be monitored and analyzed directly using a phase-contrast microscope or mono/multiphoton fluorescence microscope after fixation by immunocytochemical methods.

Here, we provide a method for analyzing the behavior of growing axons in 3D matrices, mimicking their natural development.

Sinir sistemi gelişimi sırasında axonal büyüme ve davranışı analiz etmek için 3-b kollajen bazlı hydrogels üretimi

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is ...

Migration, Chemo-Attraction, and Co-Culture Assays for Human Stem Cell-Derived Endothelial Cells and GABAergic Neurons

Role of brain vasculature in nervous system development and etiology of brain disorders is increasingly gaining attention. Our recent studies have identified a special population of vascular cells, the periventricular endothelial cells, that play a critical role in the migration and distribution of forebrain GABAergic interneurons during embryonic development. This, coupled with their cell-autonomous functions, alludes to novel roles of periventricular endothelial cells in the pathology of neuropsychiatric disorders like schizophrenia, epilepsy, and autism. Here, we have described three different in vitro assays that collectively evaluate the functions of periventricular endothelial cells and their interaction with GABAergic interneurons. Use of these assays, particularly in a human context, will allow us to identify the link between periventricular endothelial cells and brain disorders. These assays are simple, low cost, and reproducible, and can be easily adapted to any adherent cell type.

We present three simple in vitro assays-the long-distance migration assay, the co-culture migration assay, and chemo-attraction assay-that collectively evaluate the functions of human stem cell derived periventricular endothelial cells and their interaction with GABAergic interneurons.