QKine，总部位于英国剑桥，是一家通过 ISO9001:2015 认证的公司。作为蛋白质创新的指引者，产品范围涵盖了多个应用领域，旨在提高您研究的可重复性。QKine积极支持并创新于新兴领域，如类器官和器官芯片、细胞农业、再生医学、合成水凝胶和生物打印等。

本期主要讨论各种神经分化、大脑的3D细胞、神经球体、器官芯片和生物打印技术。上期《QKine--用于神经干细胞和脑神经类器官培养的营养因子（上）》主要讨论各种神经分化神经诱导和干细胞维持用到的因子清单及QKine DKK-1因子相较于其他供应商的优势，您可点击上述文字跳转查看。

01   神经分化

神经干细胞（NSCs）可分化为特定的神经细胞类型，包括多巴胺能、GABA能、谷氨酸能、乙酰胆碱能和运动神经元。神经分化通过提供适当的生长因子和信号分子如FGF-8a/b、sonic hedgehog (Shh)和视黄酸来促进神经元的成熟和功能整合。

02   BDNF和GDNF神经生长因子用于增强iPSC衍生的神经元培养

脑源性神经营养因子（BDNF）和胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）是神经营养因子家族的一部分，作用于胚胎发育期间和成年期间维持神经系统。在细胞培养中，它们是将iPSCs分化为运动神经元并在长时间内维持培养神经元的独特特征和功能所必需的生长因子。因此，拥有高质量和生物活性的蛋白质对于生成可重复、可靠且生理相关的神经培养十分重要。

·    Qkine的重组人BDNF和GDNF（均为无动物来源）与R&D Systems的重组BDNF和GDNF（通过杆状病毒/小鼠骨髓瘤细胞系表达）在将iPSCs胚体（EB15）分化为运动神经元的能力进行了比较。在培养2天（DIV2）和5天（DIV5）后，形态和存活率相似。

·    运动神经元标记物微管相关蛋白2（MAP2）和Islet1的表达确认了iPSCs的分化，95%的细胞表达MAP2，40-50%表达Islet1。Qkine的无动物来源BDNF和GDNF与杆状病毒/小鼠骨髓瘤细胞源生长因子的表达水平是等效的。

Qkine和R&D Systems的重组人BDNF和GDNF蛋白在2D和3D培养中均能有效地生成和维持健康的iPSC衍生运动神经元（MNs）。以下是相关数据：

HEK293T细胞被三次重复处理，使用DKK-1的系列稀释液和标准浓度的Wnt-3a处理24小时。

·    形态学和存活率评估显示，在分化方案的第15天（EB15），胚体（EBs）的亮场图像（比例尺 = 250µm），以及同一胚体分化后的解离运动神经元（MNs）在体外培养2天（DIV2）和5天（DIV5）后的图像（比例尺 = 100µm）。

·    免疫细胞化学图像显示了iPSC衍生的运动神经元在DIV8时用DAPI（灰色）、MAP2（品红色）和Islet1（绿色）染色的情况（图A，比例尺 = 50µm）。

·    MAP2阳性神经元百分比的定量分析（图B），MAP2+/Islet1+细胞百分比（图C），以及DIV2和DIV8后Islet1+细胞数量的倍增变化（图D）。

无动物来源的蛋白质减少了动物来源材料的变异性，确保了在MNs分化过程中更受控制的环境和更高的重复性。

03   诱导多能干细胞（iPSCs）向多巴胺能神经元的分化

多巴胺能系统在神经调控过程中扮演重要角色，如认知功能、运动控制、动机和奖赏行为等方面。多巴胺能信号通路对维持生理过程十分重要，这些通路的功能失调与多种神经精神疾病和神经退行性疾病有关，如帕金森病和精神分裂症。多巴胺能神经元是哺乳动物中枢神经系统中产生多巴胺的主要来源。

·    使用顺序培养基更换和添加Qkine的成纤维细胞生长因子8a（FGF-8a，Qk059）、脑源性神经营养因子（BDNF，Qk050）、胶质细胞源性神经营养因子（GDNF，Qk051）和转化生长因子β3（TGFβ3，Qk054），将iPSCs分化为多巴胺能神经元。

·    成熟的多巴胺能神经元在35天内可被观察到。

多巴胺能神经元的成熟过程：

·    第14-19天：中脑特定的地板板前体细胞分化为地板板球体，在球体分离通道之前；

·    第21-30天：多巴胺能神经元的分化过程；

·    第35天：成熟的多巴胺能神经元形成。

培养过程设计的培养基成分列表

04   胶质细胞分化

曾被认为是中枢神经系统填充细胞的胶质细胞现在被理解为在神经递质传递调节中具有重要功能。胶质细胞功能失调与阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症、胶质母细胞瘤、自闭症和精神障碍等疾病相关联。神经干细胞分化为胶质细胞系的研究引起了较大关注，这需要EGF和FGF-2等生长因子的存在。干细胞衍生的模型允许研究胶质细胞的复杂作用，包括在疾病和衰老中的微胶质细胞，为基本生物机制提供了独特的深入理解。

胶质前体细胞可以分化为几种支持细胞，包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和施万细胞。星形胶质细胞在神经递质平衡、调节血流和突触功能中发挥关键作用。少突胶质细胞和施万细胞为轴突进行髓鞘化，确保信号传导的有效性并保护轴突结构。

05   大脑的3D细胞模型包括脑器官样体、神经球体、器官芯片和生物打印技术

粘附型神经单层培养并不能完.全复制人类大脑的复杂性，然而当与其他细胞类型和微流体装置结合时，它们的功能性和相关性得到增强。系统的相对简单性和可重复性使其在药物筛选和高通量应用中具有实用性。

神经球体由悬浮培养的神经干细胞（NSCs）或神经前体细胞（NPCs）聚集体组成，培养基中不含血清，补充有EGF或FGF-2，提供了一定程度的生物复杂性，用于研究自我更新和分化过程的调控，并在药物开发或识别调控神经细胞命运的环境因素方面具有用途。

组织工程的近期进展，包括自发形成的脑类器官或利用可溶性生长因子、细胞外基质和其他信号的更有针对性的方法，更复杂的体外三维模型（如类器官）逐步成功。新的方法包括精细图案化（details patterning）、生物打印和与免疫细胞的共培养，处于疾病建模和理解发育生物学的前沿。随着神经细胞培养协议的复杂性和时长延伸以推动科学的前沿，生长因子和其他细胞培养试剂的可靠性和重现性十分重要。

在Qkine，77779193永利致力于提升生长因子、细胞因子及相关蛋白质的标准，以更好地支持长期和复杂的神经干细胞培养。77779193永利是个以科学为导向的团队，如有相关产品问题或需求，欢迎咨询上海77779193永利。

大脑类器官图

大脑类器官产品清单

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