神経突起伸長

iPSC由来ニューロンの評価から3Dニューロンオルガノイドの解析まで、神経生物学を解釈するための貴重な洞察

神経突起伸長アッセイを用いた神経細胞の特性解析の簡便化
神経細胞の発生と変性の研究

神経細胞は、軸索や樹状突起と呼ばれる細胞体の伸長部を介して結合を形成します。一般的にはこれらを「神経突起」または「突起」と呼んでいるため、この生物学的現象は「神経突起伸長」と呼ばれており、複雑な細胞内シグナル伝達によって制御されています。

神経突起伸長は、試験管内で神経細胞の発生と変性を研究するための一般的なアッセイ法です。神経突起の発達には、細胞外シグナルと細胞内シグナルの複雑な相互作用が必要です。神経突起の成長は、神経栄養因子によって刺激されたり抑制されたりします。重要なのは、神経突起の発達は神経毒性の化学物質によって影響を受ける可能性があるということです。

神経突起伸長を駆動するシグナル伝達機構を理解することは、神経毒性反応や化合物スクリーニングデータについての解釈と、神経発生や神経再生に影響する因子についての解釈に貴重な洞察を与えます。神経突起伸長の阻害や刺激は、脳卒中、パーキンソン病、アルツハイマー病、脊髄損傷など、幅広い中枢神経系疾患や傷害に関与しています。

神経突起伸長を解析するためのワークフローソリューション

神経突起伸長は、神経突起のセグメンテーションと定量によって評価されます。これらの神経突起は、蛍光顕微鏡でイメージングされます。スループットが低い場合には手作業によるトレースとカウントで定量することができますが、ハイスループットのマイクロプレートフォーマットのサンプルの場合は、解析ソフトウェアと組み合わせた自動イメージングシステムがより効率的なソリューションとなります。

このワークフローでは、神経突起伸長の簡略化された解析プロセスを示しています。特に研究の合理化とスループットの向上に役立つシステムに焦点を当てた説明となっています。

  • 1.神経細胞を培養

    細胞を増殖させ、96ウェルおよび384ウェルのマイクロプレートで神経突起ネットワークを形成させます。

  • 2.化合物で処理

    細胞を48時間、毒性化合物にさらします。

  • 3.マーカーの染色

    化合物処理終了後、生細胞染色を培地に直接加えることができます。また蛍光標識抗体を用いた免疫染色プロトコルも、細胞固定後に実施することができます。

  • 4.神経細胞画像の取得

    神経細胞のハイコンテントイメージャーにより、神経突起の数、長さ、分岐などの神経細胞ネットワークの変化を特徴づけ、測定することができます。大視野光学系による画像取得により、1ウェルあたり少ない部位でより多くの細胞をサンプリングできるため、プレーティング時間が劇的に短縮されます。

  • 5.神経突起ネットワークの解析
    ハイコンテント解析により、神経突起伸長に対する正負の因子の影響を定量的に判断できます。細胞イメージング解析ソフトウェアを使用して神経細胞画像の定量解析を実行し、細胞あたりの突起数、神経突起伸長の長さ、分岐、細胞数などのいくつかのパラメーターを特徴付けます。

神経突起伸長の応用とアッセイ

神経細胞のハイコンテントイメージャーを使用することで、神経突起の数、長さ、分岐などの神経細胞ネットワークの変化を特徴づけ、測定することができます。

自動化された顕微鏡とハイコンテント解析ソフトウェアを使用して、神経細胞の活動を迅速かつ正確にキャプチャし、定量化する方法をご紹介します

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