图4在分化的AS3MT敲除和野生型细胞系之间未观察到形态差异:使用10μM视黄酸的细胞系在7天内使用10μM视黄酸和1%FBS在酸蚀刻,层粘连蛋白和多赖氨酸和多赖氨酸覆盖的覆盖物上覆盖,以获取MAP2,以获取MAP2,以获取cytoskeposkemeleckkeletalsmembeletalmarkeral。(a)敲除(KO)或野生型(wt)AS3MT线之间的MAP2 +单元总数没有差异(t检验,T [0.875] = 1.19,p = 0.523)b)kO和WT AS3MT线之间的细胞面积没有差异(T AS3MT test test,t test,T [1.98] [1.98] = 1.198],P。c)KO和WT AS3MT线之间的最长神经突长度没有差异(t检验,t [1.99] = 1.10,p = 0.386)。d)KO和WT AS3MT线之间的总神经突长度没有差异(t检验,t [1.11] = 0.937,p = 0.508)。在两个独立的KO/WT细胞系上进行了三个技术重复,进行了每个实验。条代表每个基因型的两个细胞系的平均值。错误是平均值±SEM
图 2:芯片上嵌入 hMO 的明场图像 (A)。沿施加的流动方向排列的神经胶质和神经元突起:TH(红色)、GFAP(绿色)、MAP2(洋红色)(B)。芯片上中脑微组织的生长曲线。通过混合效应分析和 Tukey 检验确定的统计学意义 *p<0.033、**p<0.002、***p<0.001(n=8-10,来自 3 个独立的类器官代)(C)。静态(上图)和动态(下图)培养的 hMO 的明场图像描绘了神经突生长的差异(左图)(D)。静态和动态培养的 hMO 的最大神经突生长率的箱线图。通过 Mann-Whitney 检验确定的统计学意义 *p<0.033、**p<0.002、***p<0.001。 (n >= 3,来自 3 个独立的类器官代)(F)。显微照片和 hMO 免疫组织化学染色切片的相应定量分析显示分化 35 天后凋亡标志物 caspase 3 存在显著差异。通过 Welch t 检验确定统计学意义 *p<0.033、**p<0.002、***p<0.001。柱状图和误差线表示平均值 ± SEM(n >= 3,来自 3 个独立的类器官代)(E、G)。分化 60 天后的完整中脑类器官:TH(红色)、GFAP(绿色)、MAP2(洋红色)、细胞核(蓝色)(H)。放大 60 倍的完整 hMO 核心的放大细节(H)(I)。MAP2 阳性神经元的免疫荧光染色(J)。 GFAP 阳性星形胶质细胞的免疫荧光染色 (K)。TH 阳性多巴胺能神经元的免疫荧光染色 (L)。中脑类器官中神经黑色素聚集体的明场图像 (右图) 和相应的 Fontana Masson 染色显示细胞内和细胞外神经黑色素聚集 (左图) (M)。
图2:Netri神经流体设备中神经毒性扩散测定的开发。主要大鼠神经元在双链偏移Neobento™中生长,以允许细胞和突触的分隔,并用MAP2和DAPI标记。使用10X目标以共聚焦模式在Operetta CLS系统上获取图像。a)基于轴突腔中的βO浓度的增加,ETAP-LAB能够证明体细胞腔中的核数量减少以及轴突腔中轴突的碎片(概述图像)。b)车辆控制中健康神经元的详细视图。
来自SCTI003-A细胞系的代表性图像。(a)Stemcell的HIPSC可以与肠球形区分开,并使用STEMDIFF™肠类动物试剂盒(目录#05140)嵌入Matrigel®Domes中,以使其成熟到人肠癌中。可以使用STEMDIFF™肠杆菌生长培养基(目录#05145)来传递和扩展成熟的类器官(在第13天显示)。(b)使用STEMDIFF™背前桥式分化试剂盒(Catalog#08620)(CatalDiff#08620),可以与SCTI003-A区分开染色的DAPI(蓝色),MAP2(MAP2(MAGENTA),NEUN(黄色)和GFAP(CYAN)的神经器官,并与SCTI003-A区分开,并维持STEMDIFF™Neural Organid Organid Organid Organid Orancecodeandenceant(Catean)。(c)hipsc衍生的小胶质细胞具有可见过程和较小的细胞质与核比率,可以通过造血祖细胞中间人使用STEMDIFF™造血量™造血™造血™造血基因(使用Catalog#05310),从而从Stemcell的HIPSC通过造血祖细胞中间产生(catalog#05310),并使用Stemdiff™microgiriation(Catalog#05310),并使用Stemdiff™MicrogliAD(catalog#05310)(Catalog#05310)。 #100-0019/100-0020)。(d)使用STEMDIFF™心室心肌细胞分化试剂盒(目录#05010),可以从SCTI003-A产生心室心肌细胞的单层培养。
成功检测和预防脑损伤取决于与潜在病理相关的细胞损伤阈值的定量识别。在此,通过将最近开发的惯性微神经流变性技术与3D体外神经组织模型相结合,我们可以量化和解决高负载速率的神经细胞的结构病理学和关键损伤应变阈值,例如在BLAST,气腔,气液或定向能量导管中遇到的高负载率。我们发现,以MAP2为特征的神经元树突状棘显示为7.3%的物理衰竭菌株,而微管和纤维肌动蛋白能够在受伤前耐受耐受的菌株(14%)。有趣的是,尽管这些关键损伤阈值与以前报道的中等和较低应变率报道的文献值相似(<100 1/s),但此处报道的原发性损伤的病理学与凋亡或坏死过程中的生物化学激活相比纯粹是物理性质的明显不同。
图 1 hiPSC-NSC 的生成和核型分析。A、在 Matrigel 上生长的 R-iPSC4-hiPSC 菌落。B、用胶原酶 IV 消化 hiPSC 后形成的胚状体 (EB)。C、用 TGF β 抑制剂 SB421543 和 BMP 抑制剂 dorsomorphin 处理的 EB 接种到聚-l-鸟氨酸和层粘连蛋白包被的板上后 7-10 天出现玫瑰花结状结构。D、通过解离玫瑰花结状结构并接种到聚-l-鸟氨酸和层粘连蛋白包被的板上获得神经外胚层细胞。E、F、这些细胞表达 NSC 标记物 Nestin (E) 并在分化第 30 天分化为表达微管相关蛋白 2 (MAP2) 的神经元 (F)。细胞核用 Hoechst 33342 (蓝色) 染色。比例尺:100 µ m。G、H、基于全基因组 SNP 阵列的 hiPSC-NSC 核型分析。针对位于该区域的阵列上所有 SNP,绘制了每条染色体的 B 等位基因频率(上图)和 log 2 R 比率(下图)。每个点都是一个 SNP。虽然第 10 代(p10)的细胞没有显示任何主要核型异常(G),但 p16 的 hiPSC-NSC 表现出 1 号染色体整个长臂的重复,dup(1)q(H)
缩写:AD,阿尔茨海默氏病; ALS,肌萎缩性侧索硬化症;应用,淀粉样前体蛋白; β,淀粉样β; BACE1,β位点淀粉样蛋白前体蛋白裂解酶1; BBB,血脑屏障; BCRP,乳腺癌抗性蛋白; BPS,双酚; BPA,双酚A; BPAF,双酚AF; BPB,Bisphenol B; BPF,双酚F; BPS,双足醇S; Ca 2 +,钙;猫,过氧化氢酶;中枢神经系统,中枢神经系统;中枢神经系统,皮质神经元; DA,多巴胺; DAT,多巴胺转运蛋白; PYSL2,二氢吡啶酶相关蛋白2; ECHA,欧洲化学局; EDC,内分泌破坏化学物质; ER,雌激素受体; GSK3β,糖原合酶激酶3β; HT-22,海马细胞系; IR,胰岛素受体; IRS,胰岛素受体底物; MAP2,微管相关蛋白2; MDA,疟原虫dehyde; MS,多发性硬化症; NFT,神经纤维纠缠; NOS,一氧化氮合酶; PD,帕金森氏病; PDI,蛋白二硫异构酶; RNase,还原核糖核酸酶; ROS,活性氧; SN,黑底尼格拉; SNC,黑质Nigra pars commacta;草皮,超氧化物歧化酶; SPS,老年斑块; SVHC,非常关注的实质; Th,酪氨酸羟化酶; TK,酪氨酸激酶; α -syn,α-苏核蛋白。*通讯作者。电子邮件地址:lipinglu@hznu.edu.cn(L. lu)。电子邮件地址:lipinglu@hznu.edu.cn(L. lu)。
转基因株系采用第二代 CRISPRa 系统,该系统携带与异源三聚体 VPR 反式激活因子融合的核酸酶缺陷型 dCas9,该异源三聚体 VPR 反式激活因子由 VP64、p65 和 RTA 结构域组成。该系统可用于解释任何所需细胞类型的内源性调控机制。使用基于 CRISPR/Cas9 的基因组编辑方法,我们以 AAVS1 人类基因组位点为目标,分别引入先前描述的 dCas9VPR-tdTomato(Schoger 等人,2020 年)和嘌呤霉素盒,这些盒受 CAG 和 EF1a 启动子的控制(图 1 A)。采用优化的核转染方案转染 LhiPSC-GR1.1 细胞。转染后,选择具有 tdTomato 表达的细胞并通过 PCR 进行基因分型(图 1B,引物结合如图 1A 所示,黑色引物仅扩增野生型 (WT) 片段;绿色引物扩增插入的构建体)。随后,扩增、分析和冷冻保存两个阳性克隆(#2 和 #3)。DNA 测序数据证实了 AAVS1 基因座中的正确和纯合敲入转基因整合(图 1C,显示为克隆#2)。PCR 结果显示,在筛选的 15 个克隆中,11 个克隆含有纯合插入(命名为 CRISPRa 细胞),1 个克隆是杂合的,3 个克隆不含有插入而是含有 WT 完整基因座(用作对照细胞)(数据未显示)。通过分析 PCR 和测序预测的前五个脱靶位点进行脱靶分析;在这些位点中均未发现任何编辑事件。对照电穿孔和非电穿孔 (参考) 系用于比较 (补充图 1A)。所有系的支原体检测均为阴性。通过基于 SNP 的核型分析和标准 G 带证明了 CRISPRa 克隆 #2 和 #3 以及对照细胞的基因组完整性。未检测到数值或结构异常的证据 (图 1D)。与核转染 (图 1Ei) 和非核转染对照相比,细胞生长和形态正常。与对照 hiPSC 相比,CRISPRa 中的 dCas9 和 tdTomato 表达证实了转基因表达,如 Western blot (补充图 1B,显示克隆 #2 和 #3) 和共聚焦显微镜 (图 1Eii,显示克隆 #2,n = 3 个不同传代) 所示。通过免疫荧光分析干性标记 OCT4 的表达(图 1 Eiii)和流式细胞术分析(显示 94.2% OCT4 和 99.9% TRA1-60 阳性细胞(图 1 Eiv)(显示克隆 #2))来评估多能性。通过在 CRISPRa 和对照系中形成胚状体 (EB) 和定向分化来测试向所有三个胚层的自发分化能力。免疫荧光分析证实了 AFP、β-III-Tu bulin 和 α-平滑肌肌动蛋白 (ACTA2) 的表达,进一步支持内胚层、外胚层和中胚层的命运(图 1 F,显示克隆 #2 和 #3)。转录水平分析表明配对盒 3 ( PAX3 ) 和微管相关蛋白 2 ( MAP2 ) 的表达表明外胚层分化;T-box 转录因子 T ( TBXT ) 表明中胚层命运,而 α-Feto-Protein ( AFP ) 表明内胚层分化(补充图 1 C,显示克隆 #2 和 #3)。我们研究了 CRISPRa 系用于研究通过定向 2D 分化产生的心肌细胞的适用性,这种分化产生了自发跳动的细胞(视频作为补充材料提供),具有强大的 α-辅肌动蛋白 2 (ACTN2) 和心脏肌钙蛋白 T (TNNT2) 心脏标志物表达((补充图 1D,显示为克隆#2)。最后,我们通过确定与心脏肥大和代谢稳态有关的 KLF15 表达的诱导来测试 CRISPRa 系的功能。我们发现,与转染了非靶向 gRNA 的各自亲本系相比,设计用于结合 KLF15 转录起始位点 (TSS) 的 44 bp 5'-上游序列的单个指导 RNA 能够显着增强 CRISPRa 系(克隆#2 和#3)中 KLF15 的转录。对照细胞没有显示独立于转染的 gRNA 的活化(图 1G)。总之,使用完全表征的 hiPSC 系,我们生成了具有纯合靶向插入、正常核型和多能性的人类 CRISPRa 系,并显示出其激活
