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AxonTracking Assay (軸索追跡アッセイ)

新たなアプローチ

神経細胞は、軸索に沿って伝搬する活動電位（APs）を介してネットワーク内でコミュニケーションを行います。軸索の生理機能を利用することは、健康な状態や病気の状態の神経細胞における情報処理を研究する上で極めて重要です。しかし、軸索の信号をラージスケールで計測することは困難です。そのため、従来は不可能だったスケールで神経細胞機能をモニターし理解するためには、信頼性、使いやすさ、スループット、長期的かつ非侵襲的な測定の組み合わせが必要です。

MaxOneおよびMaxTwoシステムを用いた、これまでにない分解能と高い信号品質による高密度微小電極アレイ（HD-MEA）測定は、開始部位から遠位軸索分岐までの活動電位伝播を検出することができます。さらに、アクソントラッキングアッセイでは、軸索経路をマイクロメーターレベルまで完全に自動で同定することができます。このlive-cell 記録と解析により、表現型の特徴づけ、疾患モデリング、薬剤スクリーニング研究に応用できる新しい機能および構造の読み出しが可能になります。

Automated	Long-Term	Label-Free
The fully automated platform is easy to use and allows for simultaneous recordings of multiple neurons and axonal branches in multiple wells.	Characterize neuronal maturation, development or treatment effects by recording from your culture over multiple days and weeks.	The electrical recordings are noninvasive and label-free, which avoids introducing side effects from dyes etc.

軸索信号を記録するHD-MEA テクノロジー

Powered by MaxOne and MaxTwo

Key advantages:

High Spatio-Temporal Resolution Reconstruct axonal paths by tracking Action Potential propagation at thousands of sites, thanks to the densely packed microelectrode array.
Large Sensor Area Detect long axonal branches of multiple neurons at the same time with a large sensor area, applicable for 2D and 3D samples.
High Signal Quality Catch the smallest signals propagating along axons, down to single micro-volts-range, with low-noise recording channels

実験ワークフロー

アッセイワークフロー

	Record Record the active neurons identified with the ActivityScan Assay.
	Process Reveal the axonal morphologies through a series of processing steps: ◉ Spike sorting ◉ Spike-triggered averaging ◉ Footprint extraction
	Analyze Identify individual axonal branches and reconstruct the morphology of the neurite outgrowth using an unsuper- vised object-tracking algorithm.

マトリックス

説明

1 – 神経細胞伝導速度
2 – 検出された軸索の長さの合計
3 – 最長側枝の長さ
4 – 最長遅延時間
5 – 始動部位からの最長の距離
6 – 始動部位の振幅

成果

ヒト神経細胞における軸索追跡アッセイ

異なるヒトiPS細胞由来 (iPSC-derived)の神経細胞株から記録された軸索突起に沿って活動電位を伝播させます

説明

1 – ヒトグルタミン酸作動性神経細胞
2 – ヒトドパミン作動性神経細胞
3 – ヒト運動神経細胞

長期培養神経細胞における軸索追跡アッセイ

軸索が長く密な培養物でも、神経細胞と伝播する活動電位を分離できます（iPS細胞由来のグルタミン酸作動性神経細胞、DIV63）

説明

1 – アクティビティマップ
2 – 軸索追跡アッセイ
3 – 個々の神経細胞のAPを伝播、解像

軸索に沿った活動電位伝播

ラット一次皮質ニューロンの軸索過程に沿って伝播する活動電位を時系列で示したもの:

参照

Bakkum, D. J., Frey, U., Radivojevic, M., Russell, T. L., Müller, J., Fiscella, M., Takahashi, H., & Hierlemann, A. “Tracking axonal action potential propagation on a high-density microelectrode array across hundreds of sites.” Nat Commun. 4, 2181 (2013).

Bullmann, T., Radivojevic, M., Huber, S. T., Deligkaris, K., Hierlemann, A., & Frey, U. “Large Scale Mapping of Axonal Arbors Using High-Density Microelectrode Arrays.” Front. Cellular Neurosci. 13, 404 (2019).

軸索追跡アッセイのパンフレット

AxonTracking Assay Brochure | ダウンロードはこちらから

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2022年8月３日更新

アクソントラッキングアッセイ(軸索追跡アッセイ)