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Cell Rep ; 27(7): 2199-2211.e6, 2019 05 14.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-31091456

RESUMO

Synaptic dysfunction is associated with many brain disorders, but robust human cell models to study synaptic transmission and plasticity are lacking. Instead, current in vitro studies on human neurons typically rely on spontaneous synaptic events as a proxy for synapse function. Here, we describe a standardized in vitro approach using human neurons cultured individually on glia microdot arrays that allow single-cell analysis of synapse formation and function. We show that single glutamatergic or GABAergic forebrain neurons differentiated from human induced pluripotent stem cells form mature synapses that exhibit robust evoked synaptic transmission. These neurons show plasticity features such as synaptic facilitation, depression, and recovery. Finally, we show that spontaneous events are a poor predictor of synaptic maturity and do not correlate with the robustness of evoked responses. This methodology can be deployed directly to evaluate disease models for synaptic dysfunction and can be leveraged for drug development and precision medicine.


Assuntos
Neurônios GABAérgicos/metabolismo , Células-Tronco Pluripotentes Induzidas/metabolismo , Neurogênese/genética , Plasticidade Neuronal/fisiologia , Análise de Célula Única/métodos , Transmissão Sináptica/fisiologia , Animais , Fatores de Transcrição Hélice-Alça-Hélice Básicos/genética , Fatores de Transcrição Hélice-Alça-Hélice Básicos/metabolismo , Células Cultivadas , Fármacos Atuantes sobre Aminoácidos Excitatórios/farmacologia , Neurônios GABAérgicos/citologia , Humanos , Células-Tronco Pluripotentes Induzidas/citologia , Células-Tronco Pluripotentes Induzidas/efeitos dos fármacos , Camundongos , Proteínas do Tecido Nervoso/genética , Proteínas do Tecido Nervoso/metabolismo , Neurogênese/efeitos dos fármacos , Neurogênese/fisiologia , Neuroglia/citologia , Neuroglia/fisiologia , Ratos , Sinapses/fisiologia
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