网络人类iPSC衍生皮层神经元的自发钙振荡作为神经毒性筛选的敏感模型

BrainXell的人类神经元培养平台提供了一种在培养皿中模拟人脑并进行体外功能分析的方法。该系统能够筛选疾病表型和改变神经元活性的药物。在神经毒性的情况下，使用体外系统更紧密地模拟人类神经系统及其对环境毒素的反应是至关重要的。这样的平台提供了更强的预测能力，以指出哪些化合物构成风险。为了实现这一目标，我们开发了一种以BrainXell的iPSC衍生的人类皮层神经元和成熟网络形成后发生的自发钙振荡为中心的分析方法。这些振荡代表了钙浓度的变化，钙浓度的变化与神经元活动密切相关，因为动作电位引发了大量的突触前钙内流，也引起了兴奋性突触处突触后钙的显著上升。钙振荡的荧光测量可以通过钙敏感染料实现，该染料具有高信噪比，有效的细胞负载和良好的细胞内保留。在适当的条件下培养神经元形成成熟的网络时，可以自发地观察到这种振荡。这种振荡反映了具有同步网络活动的神经元群。使用这种方法，我们评估了12种潜在的致痫性和毒性化合物，并确定了它们影响自发钙振荡的各种方式。针对谷氨酸能神经传递、gaba能神经传递和电压门控钾通道的化合物对自发钙振荡都有不同的影响。 Moreover, changes were concentration dependent and were observed at low concentrations known to modulate the targets.