Primary E18 rat cortical neurons.

准确的疾病建模和预测性药物筛选依赖于神经元培养,密切复制大脑的生理环境。无论您是利用人类多能干细胞(hPSC)衍生的神经元来研究疾病机制,还是使用啮齿动物神经元模型进行临床前研究,您的结果的可靠性和相关性取决于您可重复地创建生理相关的类脑环境的能力。

神经元必须是活跃的才能发挥功能,然而传统的培养介质优先考虑神经元的存活而不是神经元的活动。对于更多生理学相关的研究,在培养中支持神经元活动和成熟是必不可少的。优化的神经元介质可以帮助实现这种平衡。

使用BrainPhys™培养基促进而不是抑制培养神经元的神经元活动和成熟。继续阅读,了解BrainPhys™神经元媒体家族如何为神经研究提供一系列优化解决方案,让您选择最适合神经培养工作流程的任何阶段。此外,探索关键资源,以简化和优化您的神经工作流程。

为什么使用BrainPhys™?

  • 选择一种能模拟大脑细胞外环境的培养基。
  • 改善神经元功能,增加突触活跃神经元的比例。
  • 无需更换培养基即可进行功能分析。
  • 支持原代或hpsc来源的神经元的长期培养。
  • 由于严格的原料筛选和质量控制,使批次之间的差异最小化。

为什么神经元活动很重要

具有功能性神经元活动的培养物通过展示突触传递、可塑性和神经网络形成等关键过程来模拟大脑的复杂性。这些特征在药物筛选、疾病建模和再生医学等应用中发挥着至关重要的作用。神经元必须处于活跃状态才能发挥功能——未能模拟生理条件可能导致神经元功能受损、突触活动减少、发育不成熟和实验结果不可靠。BrainPhys™介质提供维持神经元活动所需的生理相关环境,确保在这些应用中获得更准确和可靠的研究成果。

一起放电的细胞连接在一起

当细胞A的一个轴突离细胞B足够近,足以刺激细胞B并反复或持续地参与刺激细胞B时,在一个或两个细胞中会发生一些生长过程或代谢变化,从而使A作为刺激B的细胞之一的效率提高。

赫布(1949)。行为的组织。纽约:Wiley & Sons。

与其他神经元培养基相比,BrainPhys™如何

用于培养原代和hpsc衍生神经元的传统培养基旨在支持神经元存活,而不是促进神经元功能。这些介质通常具有低渗透压、非生理性盐和葡萄糖浓度,并可能含有抑制突触活动的神经活性成分。这些情况导致关键功能的损害,如动作电位产生和突触传递。

为了暂时解决这些限制,研究人员通常将培养物转化为人工脑脊液(ACSF)进行数据记录。然而,频繁的介质变化会对神经元造成压力,在记录之前长时间暴露于非生理介质仍然是一个挑战。由于神经元活动直接影响细胞信号传导、存活、形态、基因表达和亚细胞蛋白/细胞器定位,因此在整个成熟过程中保持神经元在生理状态下,可以创建一个稳定的模型,更好地反映体内中枢神经系统。

BrainPhys™提供了一个更生理的环境,促进而不是抑制神经元的活动和成熟。探索下面的图表,看看BrainPhys™与其他神经元培养基相比,如何培养各种神经元模型,包括原代和hpsc衍生的神经元。

图1所示。BrainPhys™神经元介质NeuroCult™SM1神经元补充剂支持比其他市售的培养系统更高的神经活动

用葡萄糖补充的* BrainPhys™和NeuroCult SM1神经元补充剂或其他市售的培养系统(含其推荐的补充剂)培养原代E18大鼠皮质神经元8周。使用BrainPhys™,神经元活性可在第9天通过多电极阵列(MEA)检测到,而在其他市售培养基中添加推荐的补充剂,直到第14天才能检测到活性。在商业培养基条件下,一种广泛使用的商业神经元培养基,在整个培养期间平均放电率保持较低。相比之下,在商业介质“Plus”条件下观察到“峰降”活动模式,平均发射率在2天内迅速增加,随后在接下来的2 - 4天内活动下降。含15mm葡萄糖的BrainPhys™和SM1 Kit在整个8周的培养期间保持最高水平的活性。

*对于需要特别高的播种密度的应用,例如MEA,导致比平常更大的能量需求,补充额外的葡萄糖(12.5 - 17.5 mM,例如最终浓度为15 - 20 mM)可能是有益的。我们建议优化最低浓度,为您的应用程序提供成功。补充时间也要优化。一旦将培养物过渡到BrainPhys™中,可以立即补充培养物,但在BrainPhys™中1-2周后开始补充也可能产生可接受的结果。


图2。在BrainPhys™神经元培养基中成熟的hpsc来源的神经元显示出改善的兴奋性和抑制性突触活性

神经祖细胞(npc)是在基于胚状体的方案中使用STEMdiff™神经诱导培养基从H9细胞中生成的。接下来,npc在(A,C) BrainPhys™神经元培养基中体外培养44天,培养基中添加2% NeuroCult™SM1补充剂,1% N2补充剂-A, 20 ng/mL GDNF, 20 ng/mL BDNF, 1 mM db-cAMP和200 nM抗坏血酸以启动神经元分化,或(B,D)在相同的补充条件下添加DMEM/F-12。(A,C)在BrainPhys™神经元培养基中成熟的神经元表现为自发兴奋(ampa介导;A)和抑制性(gaba介导;C)电压钳形电生理的突触事件。与在DMEM/F-12中成熟的神经元相比,在BrainPhys™neuronal Medium中成熟的神经元培养物中,自发突触事件的频率和幅度始终更高(B,D)。痕迹具有代表性。

如何将BrainPhys™融入您的企业文化

无论您是使用基于商业媒体的协议还是采用自己动手(DIY)的方法进行神经元培养,BrainPhys™都可以无缝集成到您的培养工作流程中。你可以很容易地从其他商业媒体BrainPhys™更功能的细胞培养和完成您的工作流程与BrainPhys™包含STEMdiff™成熟试剂盒. 另外,BrainPhys™可以根据您的具体需求定制定制方法,无论是分化、成熟、长期表征分析,还是三者都可以。下面的图3突出了BrainPhys™可用于提高2D培养成熟和功能的关键阶段。

图3。BrainPhys™无缝集成到各种神经元细胞类型的2D神经工作流程

BrainPhys™可用于hPSC和啮齿动物神经元培养工作流程的关键阶段。对于hpsc衍生的神经元模型,用于生成四种神经元细胞类型(运动,感觉,前脑和中脑)的标准化STEMdiff™培养基试剂盒依赖于基于BrainPhys™的成熟,而可以由STEMdiff™试剂盒生成的两种胶质细胞亚型(星形胶质细胞和小胶质细胞)与基于BrainPhys™的共培养系统兼容。或者,hpsc衍生的神经元可以使用包含BrainPhys™的DIY协议生成,如上所示。此外,BrainPhys™还支持下游应用,包括长期培养和表征分析。对于初级啮齿动物模型系统,神经元培养可以使用标准化的BrainPhys™初级神经元试剂盒或者一个包含BrainPhys™的DIY协议,然后是用于下游应用的BrainPhys™。


BrainPhys™Neuronal Medium非常适合短期3D神经元应用,如神经类器官的电记录(图4),也可以用于长期的神经类器官成熟。可能需要额外补充,并应根据需要进行优化。

图4。STEMdiff™脊髓类器官在BrainPhys™成熟时显示出增加的电生理活动

BrainPhys™被纳入标准化的脊髓类器官工作流程(目录#100-1524),将类器官从STEMdiff™脊髓分化培养基过渡到BrainPhys™补充STEMdiff™神经类器官补充a,每2 - 3天更换一次培养基。与STEMdiff™Neural Organoid Maintenance Kit Medium(目录#100-0120)中成熟的脊髓类器官相比,在BrainPhys™Neuronal Medium + STEMdiff™Neural Organoid Supplement A中成熟的脊髓类器官通过MEA测量显示出更高的电生理活性,具有增加的峰值,活性电极,加权平均放电率(WMFR),爆发次数和频率以及同步指数。数据采用正态分布(D 'Agostino & Pearson检验),采用配对t检验(n = 3个细胞系,1 - 3个技术重复;* p≤0.05,** p≤0.01)。


哪种BrainPhys™介质适合您的研究?

您的研究问题是具体的,所以我们开发了专门的配方BrainPhys™,以满足您多样化的研究需求。无论您关注的是实时荧光成像,增强突触活性,长期培养稳定性还是特定分析兼容性,都有专为您的应用而设计的介质。探索每一个独特的好处,找到最适合你的研究。

BrainPhys™神经元介质

Image of BrainPhys™ Neuronal Medium Bottle

特点:

  • 无血清
  • 改善神经功能的神经生理学基础培养基
  • 产生突触活跃的神经元

应用程序:

  • hpsc衍生的神经元分化、成熟和表征
  • 原代神经元培养
  • MEA化验
  • 将体细胞重新编程为神经元

BrainPhys™成像优化介质

Image of BrainPhys™ Imaging Optimized Medium Bottle

特点:

  • 无血清
  • 苯酚red-free
  • 减少延长实时成像的光毒性
  • 减少绿色通道背景自身荧光

应用程序:

  • 实时荧光成像(钙成像和光遗传学)
  • 神经元细胞培养

BrainPhys™无酚红

Image of BrainPhys™ Without Phenol Red Bottle

特点:

  • 无血清
  • 苯酚red-free
  • 改善神经功能的神经生理学基础培养基
  • 产生突触活跃的神经元

应用程序:

  • 需要控制激素信号的实验
  • hpsc衍生的神经元分化、成熟和表征
  • 原代神经元培养
  • MEA化验
  • 将体细胞重新编程为神经元
扩大细节
崩溃细节

资源推进你的2D工作流程

神经元细胞培养

如何三重培养hpsc来源的前脑神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞

通过优化的2D共培养方案,产生一个功能活跃的神经元-胶质相互作用和神经炎症模型BrainPhys™.

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hpsc来源的前脑神经元与小胶质细胞如何共培养

使用我们的分步指南共培养hpsc衍生的小胶质细胞和前脑神经元来模拟神经免疫相互作用BrainPhys™.

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