SACR-G 旋转细胞培养系统在神经科学研究中的应用

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做神经科学研究的同行大概都有过这样的无奈：神经细胞对培养环境极其敏感，传统二维培养的神经元不仅难以形成立体网络，神经类器官更是常出现结构紊乱、功能退化的问题——要么长不出类似脑区的分层结构，要么突触连接稀疏，用这样的模型研究阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病，根本无法还原病灶的真实病理特征。我们实验室在开展阿尔茨海默病（AD）的β淀粉样蛋白（Aβ）沉积机制研究时，就因二维培养的神经类器官模型数据不可靠，差点错失国自然重点项目的申报机会，直到引入苏州赛吉生物SACR-G旋转细胞培养系统，才算打通了神经建模的“任督二脉"。

一、二维神经培养的“核心痛点"，被动态仿生环境精准破解

神经系统的功能依赖于精密的立体结构：大脑皮层的分层排列、神经元之间的突触连接、神经胶质细胞的支撑作用，都需要特定的微环境信号调控。传统培养皿中，神经干细胞贴壁分化后很快失去极性，神经类器官常出现中心坏死、分层模糊的问题，关键功能蛋白（如突触后致密蛋白95，PSD-95）表达量仅为原代脑组织的20%左右，导致病理机制研究和药物筛选数据严重失真。而苏州赛吉生物SACR-G旋转细胞培养系统的设计核心，正是为神经细胞“复刻"体内微环境：

水平旋转产生的低剪切力流体场，模拟脑内脑脊液流动的温和力学信号，促使神经干细胞定向分化并形成立体网络，神经类器官的皮层样分层结构清晰可见，神经元轴突延伸长度较二维培养提升3倍；

高效传质特性解决了类器官中心缺氧难题，氧气和营养物质均匀渗透至直径200μm以上的类器官内部，星形胶质细胞、少突胶质细胞等辅助细胞比例与体内脑区高度一致。

我们做过一组关键对比：将人诱导多能干细胞（iPSC）诱导的脑类器官分别用静态和SACR-G培养28天，后者不仅出现了明确的海马区样结构，Aβ斑块沉积模式也与AD患者脑组织切片高度吻合，而静态培养的类器官仅能观察到零散的Aβ聚集。

二、三大核心优势，适配神经研究的特殊需求

维持神经类器官结构与功能的生理相关性

神经类器官的科研价值核心在于“模拟脑内真实状态"。SACR-G培养的脑类器官不仅能重现脑区分层，还能维持长期的电生理活性——通过膜片钳检测发现，培养42天的类器官仍能记录到神经元的动作电位，突触传递效率较静态培养提升4.5倍。我们用这套系统研究AD模型时，清晰观察到Aβ斑块对突触连接的破坏过程，以及tau蛋白过度磷酸化与神经元凋亡的时序关系，这些数据为解析疾病进展机制提供了直接证据。

支持长期动态观察，适配神经退行性疾病研究

神经退行性疾病的病理进程往往长达数月甚至数年，体外模型的长期稳定性至关重要。SACR-G的模块化培养腔可实现神经类器官的连续培养，配合自动化温度（37℃±0.1℃）、转速（5-40rpm可调）调控，类器官存活时间可延长至90天以上，且期间胆碱乙酰转移酶（ChAT，乙酰胆碱能神经元标志物）、酪氨酸羟化酶（TH，多巴胺能神经元标志物）等关键蛋白表达稳定。隔壁做帕金森病研究的团队，用这套系统培养的中脑类器官，成功模拟了多巴胺能神经元的进行性退变过程，相关数据已作为核心支撑申请到科技部重点研发计划。

多细胞共培养构建“神经-胶质-血管"完整微环境

脑功能的实现离不开神经细胞、胶质细胞和脑血管内皮细胞的协同作用。SACR-G的旋转环境可让不同细胞均匀混合并形成功能性连接——将神经类器官与脑微血管内皮细胞共培养时，内皮细胞会围绕类器官形成血管样结构，且能表达血脑屏障关键蛋白（如紧密连接蛋白claudin-5）；同时，星形胶质细胞会向神经元周围迁移并形成营养支持网络。我们用这套共培养模型研究脑卒中后神经修复时，观察到血管内皮细胞分泌的VEGF可促进神经元轴突再生，这一发现为脑卒中治疗提供了新的靶点思路。

三、这些神经研究方向，正靠三维培养突破瓶颈

神经退行性疾病建模与药物筛选

阿尔茨海默病：构建含Aβ斑块和tau缠结的脑类器官，评估靶向清除Aβ的抗体药物疗效；

帕金森病：培养中脑多巴胺能神经元类器官，筛选促进神经元存活、抑制α-突触核蛋白聚集的小分子药物。

神经发育与脑区形成机制研究

脑皮层发育：观察神经前体细胞向不同皮层神经元（如兴奋性神经元、抑制性神经元）的分化时序，解析SHH、Wnt等信号通路的调控作用；

神经管缺陷模型：模拟叶酸缺乏等条件，研究神经管闭合过程中的细胞增殖与迁移异常机制。

脑损伤修复与神经再生研究

脑卒中模型：构建缺血性脑损伤类器官，研究神经干细胞移植后的分化与整合效率；

脊髓损伤修复：培养脊髓类器官，评估神经营养因子对轴突再生的促进作用。

四、精准匹配三类神经科研核心受众

高校神经科学实验室：从事神经发育、神经退行性疾病机制研究的PI与研究生，尤其是承担“脑科学与类脑研究"专项、国自然“神经微环境"相关课题的团队；

生物医药企业：神经药物研发部门（如AD、PD靶向药）、脑机接口研发中心，需要高保真神经模型支撑临床前实验；

医院神经内科科研团队：开展神经退行性疾病个体化治疗、神经干细胞移植研究的临床医生，可通过患者来源神经类器官实现精准医学研究。

结语：让神经研究“复刻"脑内真实状态

神经科学研究的最大挑战，在于体外模型难以还原大脑的复杂结构与微环境。SACR-G旋转细胞培养系统以“动态仿生+长期稳定"的核心特性，不仅解决了神经类器官结构紊乱、功能退化的难题，更通过多细胞共培养能力构建了“类脑微环境"，让体外研究数据更贴近体内真实病理生理状态。我们实验室用它完成的“AD脑类器官突触损伤机制"研究，已被《Nature Neuroscience》接收，审稿人特别肯定了三维模型对脑内病理特征的还原度。

如果您也在为神经类器官分层不清、电生理活性低、实验重复性差等问题发愁，登录苏州赛吉生物咨询，

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