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Microfluidic 房間提前生長神經元科學

Published on August 30, 2007 at 11:30 PM · No Comments

伊利諾伊大學的研究員大於神經元開發了開化的哺乳動物的神經元方法在房間不更。

新的途徑擴大神經元的壽命在非常低密度,往開發一個方法的一個重要步驟學習的各自的腦細胞增長和工作情況。

技術在化學皇家學會 - 籌碼的實驗室日記帳本月被描述。

「查找的這將由神經科學社區非常確實地招呼」,馬莎吉勒特說,是這個研究的一個作者和細胞和發展生物系負責人在伊利諾伊。 「這推進什麼的限額您能執行與在文化的神經元」。

在低密度的生長可行的哺乳動物的神經元在一個人為環境裡是沒有容易的任務。 使用出生後的神經元只添加到這個挑戰,吉勒特說,因為這些細胞對環境條件是非常敏感的。

所有神經元依靠蛋白質和其他 「營業系數」一件平穩的用品當前在細胞外流體。 這些系數藏匿由神經元或由支持細胞,例如 glia。 這就是為什麼神經元傾向於執行最好,當增長在高密和在其他腦細胞面前。 但是細胞一個密集或複雜混合物複雜化分析各自的神經元工作情況任務。

保持神經系統的文化的一個技術運行是生長在包含血清的媒體,或者血漿的細胞。 這增加細胞的生活能力增長在低密度,但是它 「也沾染」文化,使它難確定哪些物質是由細胞生產的,并且哪些來自血清。

希望的那些瞭解營業系數的蜂窩電話始發地在腦子的將受益於給他們評定各自的細胞化工輸出的技術。 研究小組取得了進展往此目標通過解決一些關鍵阻礙。

首先,研究員縮減了用於的流體充盈的房間的範圍拿著細胞。 化學研究生馬修斯圖爾特從一個被鑄造的膠凝體 polydimethylsiloxane 做了小的房間 (PDMS)。 在細胞附近也減少的 - 由幾個數量級 - 相當數量流體減少的房間範圍,說生物工藝學中心主任喬納森 Sweedler,這個研究的一個作者。 因為這些 「releasates」是稀釋的較少實驗結構的此 「小型化」將使更加容易識別和評定細胞發行的物質。

「如果您帶來牆壁,并且您做是細胞尺寸的一個環境,通道現在是這樣您約束 releasates 對生理濃度,甚而在單細胞的級別」, Sweedler 說。

其次,研究員增加了用於的材料的純度形成房間。 細胞和發展生物研究生拉里小米顯示了 PDMS 在一系列的化工浴在殺害細胞的解壓縮雜質。

小米也開發了逐漸噴洒的神經元有血清自由的媒體的,重新供給被耗盡的營養素并且去除蜂窩電話廢品的技術一個方法。 灌注技術也允許研究員收集和分析其他蜂窩電話分泌物 - 識別各自的細胞的生物化學的攤繳的一個關鍵字。

「我們知道有在細胞之間的媒體被傳達的系數」, Millet 說。 「這個問題是什麼是他們,并且如何可能我們獲取那些」」

技術的此組合使研究小組生長從匯率的出生後的主要 hippocampal 神經元 11 天在極低的密度。 在此工作之前,在閉合通道設備的被開化的神經元由未經治療,當地 PDMS 做成保持可行二天最好。

被開化的神經元也開發了更多軸突,并且枝狀突起,與其他細胞傳達的神經系統的捲須,比那些增長在與常規技術的低密度,吉勒特說。

「不僅请有我們增加了細胞的生活能力,我們也增加了他們的能力區分到什麼查找更多喜歡一個成熟神經元」,她說。

Sweedler 注意到,小組的成功是唯一協作的結果在科學家中的有非常不同的背景。

「(材料學和工程教授) 拉爾夫 Nuzzo 是其中一個在自被彙編的單層的先驅,并且表面化學」, Sweedler 說。 「馬莎吉勒特的專門技術是在知道這些神經元如何增長和在想像他們。 我的實驗室執行在一個非常小規模的評定科學。 執行所有那所有一個實驗室是幾乎不可能的」。

Nuzzo 和 Sweedler 是化學威廉 H. 和珍妮特 Lycan 教授。 吉勒特是細胞和發展生物校友教授。 所有在基因組生物學院被任命。 Sweedler 和吉勒特是 Beckman 學院和神經科學程序的子公司。 Sweedler 是生物工藝學程序的一位教授和吉勒特在醫學學院。

http://www.uiuc.edu/