毒性化合物對神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)作用的測評方案
神經(jīng)系統(tǒng)對許多毒性化合物以及自然環(huán)境中生成的有害物質(zhì)非常敏感。在疾病發(fā)生過程中，神經(jīng)毒性可以對大腦或者外周神經(jīng)系統(tǒng)造成短暫或持續(xù)性的損傷，例如脊髓損傷、中風(fēng)、創(chuàng)傷性腦損傷等，同時(shí)這種神經(jīng)毒性也是造成很多神經(jīng)退行性疾病諸如阿爾茲海默和帕金森的主要誘因。 誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞技術(shù)在神經(jīng)元毒性的研究中是非常重要的，iPSCs可以大批量被誘導(dǎo)培養(yǎng)和展示成熟神經(jīng)元的功能。如果將這種*的生物學(xué)相關(guān)的細(xì)胞類型和高通量成像分析結(jié)合在一起，我們就可以快速地篩選出在引起神經(jīng)元毒性中起主導(dǎo)作用的化合物，從而大大減少臨床前研究和相關(guān)動物實(shí)驗(yàn)的成本。 高通量分析是一種定量化的分析方法，其可以測量神經(jīng)突觸長度表征被測物的陽性或陰性作用。iPSC衍生的神經(jīng)元細(xì)胞可以在3-5天內(nèi)于96或者384孔板中形成神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，然后用毒性化合物刺激48-72小時(shí)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被?-tubulin標(biāo)記后，可利用ImageXpress® Micro 寬場成像系統(tǒng)獲取圖像。
上圖：使用MetaXpress® 圖像處理軟件中Neurite Outgrowth模塊和AcuityXpress™ 高內(nèi)涵數(shù)據(jù)分析軟件對相關(guān)圖像和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 無論是否進(jìn)行了細(xì)胞核復(fù)染色，Neurite Outgrowth模塊都能找到神經(jīng)細(xì)胞胞體，并根據(jù)這些熒光標(biāo)記的神經(jīng)細(xì)胞軸突將之標(biāo)定為陽性細(xì)胞。神經(jīng)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)具有幾個重要的特征參數(shù)包括軸突數(shù)目、軸突長度、每個細(xì)胞或者區(qū)域的分支數(shù)。我們可以針對每個孔的相關(guān)數(shù)據(jù)和細(xì)胞表型進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。
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