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Merck

Neuron-Glia Interactions in Tuberous Sclerosis Complex Affect the Synaptic Balance in 2D and Organoid Cultures.

Cells (2021-01-16)
Stephanie Dooves, Arianne J H van Velthoven, Linda G Suciati, Vivi M Heine
RESUMEN

Tuberous sclerosis complex (TSC) is a genetic disease affecting the brain. Neurological symptoms like epilepsy and neurodevelopmental issues cause a significant burden on patients. Both neurons and glial cells are affected by TSC mutations. Previous studies have shown changes in the excitation/inhibition balance (E/I balance) in TSC. Astrocytes are known to be important for neuronal development, and astrocytic dysfunction can cause changes in the E/I balance. We hypothesized that astrocytes affect the synaptic balance in TSC. TSC patient-derived stem cells were differentiated into astrocytes, which showed increased proliferation compared to control astrocytes. RNA sequencing revealed changes in gene expression, which were related to epidermal growth factor (EGF) signaling and enriched for genes that coded for secreted or transmembrane proteins. Control neurons were cultured in astrocyte-conditioned medium (ACM) of TSC and control astrocytes. After culture in TSC ACM, neurons showed an altered synaptic balance, with an increase in the percentage of VGAT+ synapses. These findings were confirmed in organoids, presenting a spontaneous 3D organization of neurons and glial cells. To conclude, this study shows that TSC astrocytes are affected and secrete factors that alter the synaptic balance. As an altered E/I balance may underlie many of the neurological TSC symptoms, astrocytes may provide new therapeutic targets.

MATERIALES
Referencia del producto
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Descripción del producto

Sigma-Aldrich
Laminina from Engelbreth-Holm-Swarm murine sarcoma basement membrane, 1-2 mg/mL in Tris-buffered saline, 0.2 μm filtered, BioReagent, suitable for cell culture
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USD 660.00
Sigma-Aldrich
Insulina solution human, sterile-filtered, BioXtra, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Ácido retinoico, ≥98% (HPLC), powder
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Sigma-Aldrich
Penicilina- Estreptomicina, with 10,000 units penicillin and 10 mg streptomycin per mL in 0.9% NaCl, 0.1 μm filtered, BioReagent, suitable for cell culture
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DAPI, for nucleic acid staining
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Poly-L-ornithine hydrobromide, mol wt 30,000-70,000
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Sigma-Aldrich
Monofosfato de N6,2′-O-dibutiriladenosina 3′,5′-cíclico sodium salt, ≥97% (HPLC), powder
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5-Bromo-2′-desoxiuridina, ≥99% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
3,3′,5-Triiodo-L-thyronine sodium salt, powder, BioReagent, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Ácido L-ascórbico, suitable for cell culture, suitable for plant cell culture, ≥98%
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Ácido valproico sodium salt, 98%
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Sigma-Aldrich
Triton X-100, laboratory grade
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Sigma-Aldrich
Heparina sodium salt from porcine intestinal mucosa, Grade I-A, ≥180 USP units/mg
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Adenosine 3′,5′-cyclic monophosphate tris salt, ≥97% (HPLC), powder
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