製品の特長

STEMdiff™ Cerebral Organoid Kitで、hPSCから大脳オルガノイドを作製

• ヒト化モデル　：hPSC由来のため、動物モデルでは不可能な発達および疾患モデルを実現
• 脳の発達を再現　：3次元 in vitro 培養系により、ヒト脳の発達過程、細胞組成および構造的組織を再現
• 最適化　：大脳オルガノイド形成効率を高めるために最適化された無血清培地
• 最小限のロット間差　：徹底的な原料のスクリーニングと、広範な品質管理試験で再現性を保証
• 簡便性　：シンプルなフォーマットと簡便なプロトコル
• コンプリートキット　：完全培地で調製の時間を削減

大脳オルガノイド作製のワークフロー

ヒト多能性幹細胞（hPSC）から、4段階の簡単なプロトコルで大脳オルガノイドを作製します。胚葉体（EB）の形成から大脳オルガノイドの成熟までをサポートする all-in-one のキットです。

大脳オルガノイド形成のステップでは、中間的な胚様体（EB）形成を経て神経上皮を増殖させます。
成熟後の大脳オルガノイドでは、脳室帯 (ventricular zone; PAX6+/SOX2+/Ki-67+)、外室脳室下帯 (outer subventricular zone; Ki-67+/p-Vimentin+) 、中間帯 (intermediate zone; TBR2+)、および皮質板 (cortical plate; CTIP2+/MAP2+/TBR1+) といった皮質様領域がin vivoと類似した配向の層を形成することが特徴です。

データ紹介

様々なヒト多能性幹細胞株から大脳オルガノイドを形成

STEMdiff Cerebral Organoid Kitは、異なるhPSC株から安定してオルガノイドを作製できる。
（A）大脳オルガノイドの誘導から増殖段階における位相差顕微鏡像。スケールバー：300 μm。
（B-D）培養40日後の大脳オルガノイドに対し、神経細胞関連マーカーで標識。神経前駆細胞マーカー PAX6, SOX2の陽性細胞は、どの細胞株由来のオルガノイドでも脳室帯（ventricular zone）に局在する。スケールバー：200 μm。

ヒト大脳オルガノイドの位相差画像および細胞局在

（A）STEMdiff Cerebral Organoid Kitで40日間培養後に形成された、ヒト大脳オルガノイド全体の位相差画像例。この段階での大脳オルガノイドは、層状構造の薄くて半透明な領域（△印）に囲まれた暗位相構造になっている。
（B）大脳オルガノイドの凍結切片に対し、未分化型神経前駆細胞マーカー（PAX6；赤色）およびニューロンマーカー（β-チューブリンIII；緑色）で大脳オルガノイド内の皮質領域を免疫組織学的に標識。
（C - F）（B）の点線領域を拡大。
（C）PAX6+未分化型神経前駆細胞（点線で囲まれた赤色の部分）は、脳室帯（ventricular zone）に局在し、β-チューブリンIII+ニューロン（緑色）は、脳室帯に隣接している。
（D）大脳皮質の発生期に形成される皮質板（cortical plate）マーカーであるCTIP2は、β-チューブリンIII +ニューロンと共局在する。ヒト脳の発達段階で観察される、早期皮質形成を再現している。
（E）細胞分裂マーカーKi-67+増殖前駆細胞（緑色）は脳室帯に沿って局在している。対比染色として核（DAPI；青色）を染色。
（F）霊長類の大脳皮質形成に特に重要な役割を果たすとされる、外室脳室下帯（outer subventricular zone；OSVZ）にもKi-67+細胞の集団が認められる（△印）。
スケールバー：（A）1mm、（B）500μm、（C-F）200μm。

hPSCおよび大脳オルガノイドのトランスクリプトームの主成分分析

STEMdiff Cerebral Organoid Kit（●印）で形成された脳オルガノイド、および先行論文（C Luo et al, Cell Rep, 2016）で紹介された脳オルガノイド（〇印）を示す。第1主成分は分散の大半（PC1; 80％）を占めることから、hPSC（●または○印）と大脳オルガノイドを区別できる。第2主成分の変動はわずか9％で、培養したオルガノイドと初代胎児脳検体（妊娠19週、○印）との間に中程度の発現の違いがあることを示す。

大脳オルガノイドにおける遺伝子発現のヒートマップ解析

培養40日目の大脳オルガノイドにおけるシナプス伝達機能および神経新生に関連する遺伝子発現のヒートマップ解析。STEMdiff Cerebral Organoid Kitで形成された大脳オルガノイドの遺伝子発現は、先行論文（C Luo et al. Cell Rep, 2016）と類似した結果を示す。

mTeSR™ Plusで維持培養されたhPSCから作製した大脳オルガノイド

Human ES (H9) cells were cultured with mTeSR™ Plus and directed to cerebral organoids using the STEMdiff™ Cerebral Organoid Kit. Image shows apical progenitor marker SOX2 (purple) and neuronal marker TBR1 (green).

大脳オルガノイド凍結切片に見られる皮質板ニューロンおよび前駆体領域の層別化

Cerebral organoids were generated using the STEMdiff™ Cerebral Organoid Kit. A 16-μm-thick section of a Day 40 cerebral organoid was stained for CTIP2 (green), PAX6 (magenta), βIII-tubulin/TUJ1 (blue), and DAPI (gray). Cortical regions are defined by progenitor cells (PAX6+) that are radially organized around a pseudo-ventricle (dashed line). These progenitors give rise to cortical plate neurons indicated by CTIP2 and TUJ1 expression.