जर्नल ऑफ़ स्टेम सेल रिसर्च एंड थेरेपी

अमूर्त

प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं से प्राप्त त्रि-आयामी मानव तंत्रिका ऊतक का संरचनात्मक विश्लेषण

पैट्रिक टेरेंस ब्रूक्स, मिकेल आबेच रासमुसेन और पॉल हाइटेल

उद्देश्य: वर्तमान अध्ययन का उद्देश्य प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं (iPSCs) से प्राप्त त्रि-आयामी (3D) मानव तंत्रिका ऊतक के उत्पादन के लिए एक विधि स्थापित करना और ऊतक अल्ट्रास्ट्रक्चर और तंत्रिका मार्करों की अभिव्यक्ति के संयोजन द्वारा परिणाम का विश्लेषण करना है।

विधियाँ: मानव iPSCs को 3D स्कैफोल्ड-आधारित तंत्रिका विभेदन प्रोटोकॉल के अधीन करके दो-चरणीय सेल संवर्धन प्रक्रिया को लागू किया गया। सबसे पहले, तंत्रिका भाग्य-प्रेरक छोटे अणुओं का उपयोग न्यूरोएपिथेलियल मोनोलेयर बनाने के लिए किया गया। दूसरे, मोनोलेयर को एकल कोशिकाओं में ट्रिप्सिनाइज़ किया गया और एक छिद्रपूर्ण पॉलीस्टाइनिन स्कैफोल्ड में बोया गया और 3D तंत्रिका ऊतक बनाने के लिए आगे संवर्धित किया गया। तंत्रिका ऊतक को इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (TEM) के संयोजन द्वारा चिह्नित किया गया था।

परिणाम: iPSCs ने 3D तंत्रिका ऊतक का विकास किया जो तंत्रिका जनक कोशिकाओं, प्रारंभिक तंत्रिका विभेदन और परिपक्वता, रेडियल ग्लियाल कोशिकाओं और SOX2, नेस्टिन, β-III ट्यूबुलिन, MAP2, ताऊ, BLBP और Ki67 सहित कोशिकीय प्रसार के लिए मार्करों को व्यक्त करता है। हमें विकासशील तंत्रिका ट्यूब की आकृति विज्ञान से मिलती-जुलती रोसेट संरचनाओं की बहुतायत मिली। इन तंत्रिका ट्यूब जैसी संरचनाओं (NTLS) में तंत्रिका जनक कोशिका रखरखाव और प्रसार के क्षेत्र शामिल थे। भ्रूण तंत्रिका ट्यूब से समानता को ल्यूमिनल टाइट जंक्शन और प्राथमिक सिलिया को प्रदर्शित करने वाले TEM विश्लेषणों द्वारा और अधिक समर्थन मिला। इसके अलावा, NTLS में रेडियल ग्लियाल जैसी कोशिकाएँ शामिल थीं, जो लुमेन से निकलती थीं, और तंत्रिका जनक कोशिकाएँ लम्बी नाभिक प्रस्तुत करती थीं, जो प्रारंभिक न्यूरोजेनेसिस और माइटोसिस के दौरान इंटरकाइनेटिक परमाणु प्रवास में देखे जाने वाले नाभिक ट्रांसपोज़िशन को संकेत देती थीं।

निष्कर्ष: हमारे निष्कर्षों से पता चला कि मानव iPSCs के लिए यह अपेक्षाकृत सरल 3D स्कैफोल्ड-आधारित तंत्रिका विभेदन प्रोटोकॉल प्रारंभिक तंत्रिका विकास में कई प्रमुख घटनाओं को फिर से प्रस्तुत करने में सक्षम था। NTLS में संगठन और इन संरचनाओं के आस-पास के ऊतकों में परिपक्व तंत्रिका कोशिकाओं की उपस्थिति ने दिखाया कि इस प्रोटोकॉल में तंत्रिका विकास और रोग मॉडलिंग के इन विट्रो अध्ययनों की क्षमता है।