脑类器官通常从人多能性干细胞(ESCs/iPSCs)开始培养,自发形成脑发育早期所具备的结构和层次。但脑细胞团簇达到一定尺寸后,可发育的阶段会受到营养缺乏和氧供应的限制,继而神经元开始死亡,结构停止发育。
诱导EB形成
1-2h
饲养EB,早期胚层分化
5-7d
原始神经上皮的诱导
4-5d
5. EB直径达到500-600μm时,边缘开始变得明亮,并且呈现光滑的边缘 (通常为第6天),将每个EB用剪掉枪头的200μl移液器转移至含有500μl的神经诱导培养基的低吸附24孔板中,轻柔且不要破坏EB,继续培养;
将神经外胚层组织转移至Matrigel液滴中
1-2h
8. 4℃下冰上解冻Matrigel。观察发现,500μl的Matrigel在冰水混合物浴时,1-2h后会恢复液体状态;
神经上皮芽的固定培养
4d
18. 24h后,观察包埋的组织,1-3d内,组织会呈现包含液体空腔的进一步扩张的神经上皮样;
脑组织的生长
~1年
20. 4h的静止培养后,用开口约为3mm的剪去头部的1ml移液枪头将包埋好的类器官转移至125ml的震动反应器中,加入75~100ml的含Vitamin A的脑类器官分化培养液,将此生物反应器放置在培养箱中安装的磁搅拌板或轨道振动筛上用85rpm的速度震动。也可以将60mm的培养皿中培养液更换为含Vitamin A的脑类器官培养液,将其置于轨道振动筛上培养;
1.Chhibber T et al.(2020). CNS organoids: an innovative tool for neurological disease modeling and drug neurotoxicity screening. Drug Discov Today Feb;25(2):456-465.
2.Lancaster, M.A. et al. (2013) Cerebral organoids model human brain development and microcephaly. Nature 501, 373-379
3.Lancaster, M.A. and Knoblich, J.A. (2014) Generation of cerebral organoids from human pluripotent stem cells. Nat. Protoc. 9, 2329-2340. |