A robust and reliable methodology to perform GECI-based multi-time point neuronal calcium imaging within mixed cultures of human iPSC-derived cortical neurons
Notice bibliographique
Résumé
Introduction Human induced pluripotent stem cells (iPSCs), with their ability to generate human neural cells (astrocytes and neurons) from patients, hold great promise for understanding the pathophysiology of major neuropsychiatric diseases such as schizophrenia and bipolar disorders, which includes alterations in cerebral development. Indeed, the in vitro neurodifferentiation of iPSCs, while recapitulating certain major stages of neurodevelopment in vivo, makes it possible to obtain networks of living human neurons. The culture model presented is particularly attractive within this framework since it involves iPSC-derived neural cells, which more specifically differentiate into cortical neurons of diverse types (in particular glutamatergic and GABAergic) and astrocytes. However, these in vitro neuronal networks, which may be heterogeneous in their degree of differentiation, remain challenging to bring to an appropriate level of maturation. It is therefore necessary to develop tools capable of analyzing a large number of cells to assess this maturation process. Calcium (Ca2+) imaging, which has been extensively developed, undoubtedly offers an incredibly good approach, particularly in its versions using genetically encoded calcium indicators. However, in the context of these iPSC-derived neural cell cultures, there is a lack of studies that propose Ca2+ imaging methods that can finely characterize the evolution of neuronal maturation during the neurodifferentiation process. Methods In this study, we propose a robust and reliable method for specifically measuring neuronal activity at two different time points of the neurodifferentiation process in such human neural cultures. To this end, we have developed a specific Ca2+ signal analysis procedure and tested a series of different AAV serotypes to obtain expression levels of GCaMP6f under the control of the neuron-specific human synapsin1 (hSyn) promoter. Results The retro serotype has been found to be the most efficient in driving the expression of the GCaMP6f and is compatible with multi-time point neuronal Ca2+ imaging in our human iPSC-derived neural cultures. An AAV2/retro carrying GCaMP6f under the hSyn promoter (AAV2/retro-hSyn-GCaMP6f) is an efficient vector that we have identified. To establish the method, calcium measurements were carried out at two time points in the neurodifferentiation process with both hSyn and CAG promoters, the latter being known to provide high transient gene expression across various cell types. Discussion Our results stress that this methodology involving AAV2/retro-hSyn-GCaMP6f is suitable for specifically measuring neuronal calcium activities over multiple time points and is compatible with the neurodifferentiation process in our mixed human neural cultures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».