天使综合征(Angelman syndrome,AS)是一种由于母源15q11-13染色体区域的 UBE3A 基因表达异常或功能缺陷引发的神经发育障碍性疾病。主要表现为精神发育迟滞或智力低下,语言、运动或平衡发育障碍,快乐行为(如频繁发笑、微笑或兴奋),小头畸形,癫痫等。有研究表明,UBE3A功能的缺乏与活性氧(ROS)水平升高有关,后者则会进一步参与多种神经发育障碍。但迄今为止,ROS在AS神经前体细胞(NPC)中的水平及其对AS胚胎神经发育的影响尚未阐明。
近日,来自以色列海法大学的神经生物学研究团队证实,与同窝出生的野生型(WT)仔畜相比,AS脑源性胚胎神经前体细胞存在许多方面的异常:线粒体膜电位升高(ΔΨm),内源还原性谷胱甘肽水平降低,线粒体ROS (mROS)水平过高,凋亡增加等。其中,神经前体细胞的增殖、分化和凋亡实时监测是由Axion BioSystems公司的 Omni FL 箱内活细胞成像系统完成的。上述结果为科学家们深入了解AS发病机制,寻找潜在的治疗方法提供了可靠的依据。这一研究成果发表在Nature Molecular Psychiatry(IF 13.44)期刊上。
研究者分别从WT和AS E16.5胎鼠中获得NPCs,并将其种在已包被了PDL(poly-D-lysine,10 µg/ml, Sigma-Aldrich P7280)的T25细胞培养瓶中。随后将其置于培养箱中的Omni FL活细胞成像系统上,一边培养一边监测和分析细胞的增殖状态。当汇合度达到设置的阈值时,将T25瓶中的细胞部分取出接种到96孔细胞培养板中继续观察,并使用含有EGF的NeuroCult™ 增殖培养基以维持NPCs的自我更新、增殖和分化潜能。从Omni FL系统提供的图像中,我们可以直观地看到WT和AS组在细胞密度和形态上有可见的差异。
Figure 1. 从E16.5小鼠大脑胚胎中分离得到野生型(WT)和天使综合征(AS)的神经前体细胞(NPCs)。利用Axion BioSystems Omni FL系统获得神经前体细胞在明场下的代表性图像,比例尺200 µm。
为了研究不同阶段NPCs的凋亡程度,研究者使用了凋亡中晚期指示剂PI(红色荧光)分别对WT和AS相应细胞进行标记,然后放置在Omni FL活细胞成像系统上,动态观察细胞凋亡全过程。同时通过Omni FL Confluency 智能AI分析模块,自动定量荧光细胞数量,计算细胞凋亡百分比。Fig2 结果显示,AS组红色荧光标记的细胞数量和比例明显多于WT组,表明该组有较多的细胞进入凋亡中晚期。
Figure 2. WT和AS组 NPCs中使用Omni FL获得细胞凋亡的代表性图像,明场与红色荧光通道叠加。
编者按:不论是细胞培养瓶还是多孔板,Omni可以兼容任意品牌的透明底细胞培养容器,帮助您在培养箱中一边培养细胞,一边观察其动态变化。相较传统终点法而言,除了最终结果,您还能获得不同处理在什么时间、通过何种方式、以多快的速度对细胞产生了影响。Omni为您有更深层次的发现助一臂之力!