為什么要測(cè)定神經(jīng)元活動(dòng)？

神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和成熟是神經(jīng)形成的必要特征，可用于確證正常神經(jīng)元功能發(fā)育所需的細(xì)胞過程已經(jīng)形成。人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (hiPSC) 衍生神經(jīng)元的最新進(jìn)展為研究人類神經(jīng)系統(tǒng)的基本發(fā)育機(jī)制和復(fù)雜的疾病提供了強(qiáng)大的體外模型策略。已有多個(gè)研究領(lǐng)域（包括分子和發(fā)育神經(jīng)科學(xué)、藥物開發(fā)和神經(jīng)毒理學(xué)在內(nèi)）采用 hiPSC 衍生細(xì)胞模型來深入了解相關(guān)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和疾病狀態(tài)的功能信息。然而，這些模型在分化、成熟和功能活躍時(shí)的表征和優(yōu)化受限于當(dāng)前的技術(shù)。

測(cè)定神經(jīng)元活動(dòng)的傳統(tǒng)技術(shù)通常：

只能測(cè)定有限數(shù)量的細(xì)胞，無法模擬真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境
無法確認(rèn)細(xì)胞形態(tài)、空間分辨率或評(píng)估功能的連接性
在神經(jīng)元成熟的整個(gè)過程中分析單個(gè)終點(diǎn)，無法進(jìn)行重復(fù)的動(dòng)力學(xué)評(píng)估
需要將培養(yǎng)板從培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)移到儀器中進(jìn)行分析，因此會(huì)增加敏感細(xì)胞損壞或神經(jīng)元功能改變的幾率
無法結(jié)合生理相關(guān)的環(huán)境條件，進(jìn)一步限制了縱向研究

Incucyte^?神經(jīng)元活動(dòng)分析是一套端到端的解決方案，由儀器、軟件和試劑組成，可對(duì)復(fù)雜的神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行前所未有的評(píng)估，深入了解神經(jīng)元細(xì)胞模型的功能。一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)時(shí)代正在等待著我們……

應(yīng)用

確定神經(jīng)元的活化、活化時(shí)間及其活動(dòng)隨時(shí)間的變化

通過連續(xù)成像和分析洞察神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)和連通性。Incucyte^? 神經(jīng)元活動(dòng)分析工具可長(zhǎng)時(shí)間直接監(jiān)測(cè)突觸活動(dòng)，表征生理相關(guān)條件下的神經(jīng)元細(xì)胞模型。使用 Incucyte^?活細(xì)胞分析系統(tǒng)、Incucyte^? 神經(jīng)元活動(dòng)分析軟件和 Incucyte^? Neuroburst 橙色慢病毒試劑對(duì)自發(fā)神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)數(shù)周或數(shù)月的觀察和分析。

關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)

Incucyte^? 神經(jīng)元分析的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)

新型無干擾試劑??-?使用 Incucyte^?Neuroburst 橙色慢病毒試劑在多種類型的神經(jīng)元細(xì)胞中表達(dá)基因編碼的熒光鈣傳感器
可分析數(shù)千個(gè)細(xì)胞?-?自動(dòng)捕獲和分析來自數(shù)千個(gè)細(xì)胞的短期鈣流動(dòng)力學(xué)，同時(shí)定性監(jiān)測(cè)細(xì)胞形態(tài)
長(zhǎng)期研究神經(jīng)元活動(dòng)?-?定量分析 96 孔板每個(gè)孔內(nèi)各活動(dòng)對(duì)象的縱向變化，分析時(shí)細(xì)胞在培養(yǎng)箱內(nèi)不受干擾
為每位科學(xué)家量身打造?-? 使用經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的活細(xì)胞試劑、成熟方案和專用軟件，即使是初次使用的用戶也能獲得前所未有的表型信息

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在多種神經(jīng)元細(xì)胞類型（包括 iPSC 衍生模型）中表達(dá) Incucyte^? Neuroburst 橙色慢病毒，通過檢測(cè)鈣振蕩洞察神經(jīng)元活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化。

圖 1. 高效無干擾的活細(xì)胞標(biāo)記能夠在網(wǎng)絡(luò)形成過程中進(jìn)行長(zhǎng)期的神經(jīng)元活動(dòng)分析。將 CNS.4U iPSC 衍生神經(jīng)元 (Ncardia) 以 20,000 個(gè)細(xì)胞/孔的密度接種到 96 孔板中，使用 Incucyte^? Neuroburst 橙色試劑感染，以監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)隨時(shí)間的變化。第 15 天和第 44 天拍攝的視頻（時(shí)長(zhǎng) 3 分鐘）顯示了神經(jīng)元活動(dòng)（鈣振蕩）的自發(fā)形成，而相位圖像可以對(duì)細(xì)胞形態(tài)進(jìn)行定性檢查。在 45 天內(nèi)每 24 小時(shí)拍攝一段 3 分鐘的視頻，其中顯示 Incucyte^? Neuroburst 橙色試劑保持表達(dá)狀態(tài)。橙色熒光信號(hào)動(dòng)力學(xué)的定量分析顯示，在實(shí)驗(yàn)過程中活動(dòng)對(duì)象的計(jì)數(shù)增加，且在隨后的時(shí)間點(diǎn)，平均相關(guān)性（連接性）也相應(yīng)增加，這表明功能成熟的網(wǎng)絡(luò)正在形成。

使用 Incucyte^? Stare 模式視頻采集功能自動(dòng)捕獲和分析 96 孔板每個(gè)孔中各活性細(xì)胞的短期鈣運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)。輕松生成相關(guān)性指標(biāo)，顯示網(wǎng)絡(luò)中的連接范圍。

圖 2. 分析 96 孔板中每個(gè)活神經(jīng)元的鈣動(dòng)力學(xué)。將 Incucyte^? rCortical 大鼠原代皮質(zhì)神經(jīng)元以 15,000 個(gè)細(xì)胞/孔的密度接種，并與 Incucyte^? 大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞組成共培養(yǎng)模型，然后使用 Incucyte^? Neuroburst 橙色慢病毒進(jìn)行感染。Vessel 視圖 (A) 顯示了 96 孔板中第 8 天視頻采集期間各孔中獲得的活動(dòng)對(duì)象（范圍圖像）概覽，揭示了整個(gè)微孔板中對(duì)象活動(dòng)的差異。使用集成式 Incucyte^? 神經(jīng)元活動(dòng)分析軟件模塊對(duì)范圍圖像 (B) 進(jìn)行 mask 處理（顯示為紫色 mask），以識(shí)別每個(gè)活動(dòng)對(duì)象。在給定時(shí)間點(diǎn)采集的視頻中可以查看 96 孔的跡線匯總 (C)，可提供簇放強(qiáng)度、活動(dòng)對(duì)象計(jì)數(shù)（左邊插圖的值）和平均關(guān)聯(lián)性（右邊插圖的值）的完整 96 孔視圖。

定量分析活動(dòng)的縱向變化，用于表征生理相關(guān)條件下的神經(jīng)元細(xì)胞模型

圖 3. 識(shí)別數(shù)周或數(shù)月內(nèi)活動(dòng)模式的變化，表征神經(jīng)元細(xì)胞模型。將 iCell GlutaNeurons (Cellular Dynamics International) 以 30 K 細(xì)胞/孔的密度與大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)物（15K 細(xì)胞/孔）接種于 PEI/層粘連蛋白包被的 96 孔培養(yǎng)板上。在體外培養(yǎng)的第 2 天 (DIV 2)，使用 Incucyte^? Neuroburst 橙色慢病毒感染神經(jīng)元，并在 20 天的時(shí)間里分析自主神經(jīng)元活動(dòng)。對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)的平均簇狀發(fā)放率和平均關(guān)聯(lián)性隨時(shí)間的縱向動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行動(dòng)力學(xué)定量分析（中間圖），結(jié)果表明，在神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)成熟的過程中，簇狀發(fā)放率升高，并在第 5 天達(dá)到峰值。時(shí)間進(jìn)程數(shù)據(jù)也顯示了神經(jīng)元突觸連接的增加，如圖中的關(guān)聯(lián)性增加所示?；顒?dòng)對(duì)象跡線（四角處跡線）提供了每個(gè)采集視頻中神經(jīng)元活動(dòng)和連接性動(dòng)態(tài)變化的詳細(xì)信息，并通過視頻查看工具進(jìn)行定性確認(rèn)。

通過端到端解決方案開啟科學(xué)發(fā)現(xiàn) - 試劑、方案、專用的采集和分析軟件

圖 4. 化繁為簡(jiǎn)。將自動(dòng)采集和分析的強(qiáng)大功能與我們?nèi)碌脑噭┖徒?jīng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證的方案相結(jié)合，以獲得前所未有的表型信息。向?qū)浇缑婵煽焖龠M(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)置和分析，整個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都可以輕松訪問數(shù)據(jù)和圖像。

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神經(jīng)元活動(dòng)分析的客戶評(píng)價(jià)

Michael Uhler 博士|教授，生物化學(xué)研究教授

分子與行為神經(jīng)科學(xué)研究所，密歇根大學(xué)

“Incucyte^? 神經(jīng)元活動(dòng)分析在比較不同基因型神經(jīng)元培養(yǎng)物的網(wǎng)絡(luò)活性方面特別有用，我們認(rèn)為它對(duì)于優(yōu)化從人類干細(xì)胞產(chǎn)生的成熟神經(jīng)元的培養(yǎng)條件是必不可少的?！?/p>

Krishna Vadodaria 博士| 研究助理

Rusty Gage 實(shí)驗(yàn)室，Salk 研究所

“Incucyte^? 神經(jīng)元活動(dòng)分析可測(cè)試多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞系的多種培養(yǎng)條件。 ?該分析可以幫助我們?cè)u(píng)估不同細(xì)胞類型之間共培養(yǎng)的影響，以過去無法做到的方式和半高通量的規(guī)模實(shí)現(xiàn)不同處理?xiàng)l件下的多重分析?！?/p>

Louis Dang，博士，醫(yī)學(xué)博士 | 臨床講師

Jack Parent 實(shí)驗(yàn)室，密歇根大學(xué)

“Incucyte^? 神經(jīng)元活動(dòng)分析可以對(duì)干細(xì)胞源性神經(jīng)元中的鈣瞬變進(jìn)行縱向分析。采用 96 孔板分析可對(duì)不同細(xì)胞系和生長(zhǎng)條件進(jìn)行多重并行比較。簇狀發(fā)放率、簇狀發(fā)放持續(xù)時(shí)間和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成具有很高的可重現(xiàn)性，孔間差異極小。通過相位差圖像同時(shí)查看細(xì)胞形態(tài)的功能對(duì)于消除離群值非常有利?！?/p>

訂購(gòu)信息

產(chǎn)品	數(shù)量	產(chǎn)品目錄號(hào)
Incucyte^? SX5 活細(xì)胞分析系統(tǒng)	1 臺(tái)儀器	4816
Incucyte^? 神經(jīng)元活動(dòng)分析軟件模塊	1 個(gè)模塊	9600-0032
Incucyte^? Neuroburst 橙色慢病毒試劑	2 mL	4736
Incucyte^? Neuroactive 橙色試劑盒	1 盒	4761