在MEA记录实验中，我们发现了一个有趣的现象：AD样本在网络活动的水平上存在着超同步簇放电表型。这种异常的同步表型在过去，起码部分地，被归结于星形胶质细胞暴露在Aβ寡聚体中后释放出的谷氨酸。而突触外NMDA类谷氨酸受体（eNMDARs）的活动过度则最终导致了突触的损伤。在图4a–f及补充数据图5a–d中可见，相较于WT组，AD组的网络簇放电同步性、频率和簇内平均放电率有着2-8倍的明显升高。NitroSynapsin能浓度依赖性地降低这种异常电活动。此外，在5μM的浓度下，它还能够将加药前AD样本（ΔE9/WT）相比WT组而言在发放频率、网络簇放电频率和同步性方面的大幅升高基本上完全恢复。而同样浓度的药物处理在WT组中却没有明显的类似效果（补充数据图5a–e）。
图4 2D培养的(h)iPSC皮层神经元电活动检测
a)/b)/c) 依次为WT/WT、 M146V/WT、APPswe/WT神经元对照组(左)、5µM(中)和10µM(右) NitroSynapsin处理放电热图和光栅图。（网络簇放电以红框标识。）
d)/e)/f) 上述处理的样本平均放电率、网络簇放电率和同步性参数比较柱状图。结果显示NitroSynapsin处理可引起这三个参数的明显降低，并且药物浓度越高，降低的幅度越大。（柱形图上数字代表样本量大小；ANOVA软件计算post hoc Dunnett’s 检验(*)和Sidak’s检验(#): *,# p<0.05; **,## p<0.01; ***,### p<0.001; #### p <0.0001。）后续各图中的标识也与此相同。
上述结果说明，NitroSynapsin能浓度依赖性地降低AD组神经元异常电活动。
补充图5 2D培养的(h)iPSC皮层神经元电活动检测
a)/b)分别为使用5µM NitroSynapsin处理WT/WT、 ΔE9/WT神经元前后放电热图和光栅图。
c)/d)/e)依次为上述处理的样本平均放电率、网络簇放电率和同步性参数比较柱状图。ΔE9/WT与对照组相比，存在超兴奋性。5µM NitroSynapsin处理即可引起这三个参数的明显降低，并且低至WT组的水平。说明NitroSynapsin可逆转AD组样本异常的神经网络电活动。
图5 培养2个月的脑类器官电活动检测
a) 使用Nestin(红)、TBR2(紫)、CTIP2(绿)和DAPI(蓝)对WT/WT、 M146V/WT和APPswe/WT进行染色标记检测结果。紫色和绿色区域说明类器官已经发展出类皮层特异的神经元。
b) 药物处理三组样本的放电热图和栅图，从左到右依次为对照组、10µM Memantine和10µM NitroSynapsin处理。
c)/d)/e)/f) 上述处理的样本平均放电率MFR、MFR降低百分比、网络簇放电率和同步性参数比较柱状图。NitroSynapsin处理可引起这些参数的明显降低，并且药物浓度越高，降低的幅度越大。
因此，该结果说明NitroSynapsin能浓度依赖性地降低AD组类器官的异常电活动。
补充图6 培养2个月的WT/WT、 M146V/WT和APPswe/WT类脑器官进行免疫染色结果。三组样本中红色区域说明类脑器官中已有Aβ蛋白(a)积累以及发展出GABA能神经元(b)。
补充图7培养2个月的WT/WT、 M146V/WT和APPswe/WT类脑器官，经50µM APV处理前后放电光栅图比较。后两者存在明显的超兴奋性，并且这一特性可被50µM APV (NMDAR阻断剂)所抑制。说明AD组样本的超兴奋性是由于eNMDARs失调导致的。
MEA记录实验设计：
获得原文
点击下方“阅读原文”，填写姓名、单位和邮箱，我们的工作人员会将该研究PDF文件发至您的邮箱。
END
Axion BioSystems
探索生命的电路
点
