利用超软硅胶支架抑制培养皮质神经元中的超同步网络活动
神经元与认知
2020-06-12 v1 生物物理
摘要
解离培养中皮质神经元的自发活动模式以在广泛细胞群体中高度同步的爆发式放电为特征。然而，其同步程度远高于皮质组织中的同步程度。在此，我们采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性体建立一种新颖的系统，用于在弹性模量类似脑组织的支架上培养神经元，并研究了支架弹性对培养大鼠皮质神经元网络活动模式的影响。使用全细胞膜片钳评估支架对突触连接发育的影响，我们发现，在弹性模量为0.5 kPa的超软PDMS上生长的神经元网络中，兴奋性突触后电流幅度以及自发传递频率均降低。此外，发现超软支架抑制了培养神经元网络自发活动中的神经相关性。在PDMS基底上将事件产生降至低于1.0 event/min所需的拉伸激活阳离子通道（SACs）拮抗剂GsMTx-4的剂量低于玻璃基底上神经元所需的剂量。这表明SAC激活的基线水平差异是依赖于支架刚度的神经元网络活动改变的分子机制。我们的结果展示了具有仿生弹性的PDMS作为细胞培养支架在弥合神经元系统体内-体外鸿沟方面的潜在应用。
引用
@article{arxiv.1912.05050,
title = {Suppression of hypersynchronous network activity in cultured cortical neurons using an ultrasoft silicone scaffold},
author = {Takuma Sumi and Hideaki Yamamoto and Ayumi Hirano-Iwata},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.05050},
year = {2020}
}
备注
23 pages, 6 figures