研究目的
利用Optopatch平台高通量表征人源iPS细胞来源的兴奋性神经元的电生理特性，用于疾病建模和药理学评估。
研究成果
Optopatch平台能够对人诱导多能干细胞来源的神经元进行高通量单细胞电生理记录，深入揭示细胞固有兴奋性与药物反应特性。该技术支持精准的疾病建模与药物筛选，在神经科学药物研发领域具有应用潜力。
研究不足
该研究仅限于使用人iPS细胞来源神经元的体外模型，可能无法完全复现体内条件。采用啮齿类胶质细胞引入了非人类因素。尽管通量较高，但依赖于定制设备，在无专业配置的情况下可能难以扩展规模。神经元分化和表达水平的潜在差异可能影响结果。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用Optopatch平台，该平台结合了用于神经元动作电位刺激（CheRiff）和记录（QuasAr）的光遗传学技术。使用NGN2转录编程方法将人类iPS细胞分化为兴奋性神经元，并与啮齿类神经胶质细胞共培养。通过免疫细胞化学和qRT-PCR进行特性鉴定。使用奎尼丁和瑞替加滨进行药理学评估以调节离子通道。
2：样本选择与数据来源：
使用两名来自神经系统健康男性受试者的对照iPS细胞系（11a和20b）。神经元制备并培养至DIV25。每次实验收集数百至数千个神经元的数据。
3：实验设备与材料清单：
包括定制的超宽场荧光显微镜（Firefly）、sCMOS相机（Hamamatsu ORCA-Flash 4.0）、激光器（Dilas 635 nm）、LED（Luminus 470 nm）、培养基（如mTeSR1、Neurobasal A）、抗体和化合物（奎尼丁、瑞替加滨）。
4：0）、激光器（Dilas 635 nm）、LED（Luminus 470 nm）、培养基（如mTeSRNeurobasal A）、抗体和化合物（奎尼丁、瑞替加滨）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：培养iPS细胞并分化为神经元。用慢病毒Optopatch构建体转导神经元。在含突触阻断剂的缓冲液中进行成像。施加蓝光刺激，并以1 kHz频率记录荧光变化。使用MATLAB分析数据以检测峰电位并提取参数。
5：数据分析方法：
使用PCA和ICA对荧光轨迹进行分段。计算峰电位特性（宽度、上升时间、后超极化、频率）。使用Kolmogorov-Smirnov检验和置换检验评估统计显著性。
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获取完整内容-
LED
470 nm
Luminus
Stimulation light source for CheRiff
-
sCMOS camera
ORCA-Flash 4.0
Hamamatsu
Camera for recording fluorescence images
-
mTeSR1
STEMCELL Technologies
Culture medium for maintaining iPS cells
-
Matrigel
Corning
Coating for cell culture dishes
-
Accutase
Enzyme for dissociating cells
-
Rock Inhibitor
Sigma
Inhibitor used in cell culture
-
Doxycycline
Sigma
Inducer for NGN2 overexpression
-
DMEM/F-12
ThermoFisher Scientific
Culture medium component
-
Neurobasal Medium
ThermoFisher Scientific
Culture medium for neurons
-
GlutaMAX
Gibco
Supplement for cell culture
-
N2
Gibco
Supplement for cell culture
-
B-27
Supplement for cell culture
-
BDNF
R&D
Growth factor for neurons
-
GDNF
R&D
Growth factor for neurons
-
BrainPhys Neuronal medium
STEMCELL Technologies
Culture medium for neurons
-
SM1
STEMCELL Technologies
Supplement for cell culture
-
Hoechst 33342
Nuclear stain for DNA
-
Alexa-conjugated antibodies
Secondary antibodies for immunostaining
-
Triton X-100
Permeabilization agent
-
Donkey serum
Blocking agent for immunostaining
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