图1. BrainPhys™神经元介质NeuroCult™SM1神经元补充剂支持比其他市售的培养系统更高的神经活动

实验结果显示，在添加葡萄糖的BrainPhys™ 和NeuroCult SM1神经元补充剂，以及其他商业培养系统及其推荐补充剂中培养8周的原代E18大鼠皮层神经元，使用BrainPhys™ 的培养基在第9天即可通过多电极阵列（MEA）检测到神经元活动，而其他商业培养基及其补充剂培养的神经元则在第14天才出现活动。在使用一种广泛应用的商业神经元培养基的条件下，平均放电率在整个培养期间维持在较低水平。

图2. 在BrainPhys™神经元培养基中成熟的hPSC来源的神经元显示出改善的兴奋性和抑制性突触活性

H9细胞首先通过基于胚状体的流程，使用STEMdiff™神经诱导培养基分化为NPCs。随后，将这些NPCs在以下两种培养基中培养44天以诱导神经元分化：(A, C) BrainPhys™神经元培养基，添加2% NeuroCult™ SM1添加物、1% N2添加物-A、20 ng/mL GDNF、20 ng/mL BDNF、1 mM db-cAMP和200 nM抗坏血酸；或 (B, D) 含有相同添加物的DMEM/F12培养基。(A, C) 通过电压钳电生理学分析显示，在BrainPhys™神经元培养基中成熟的神经元表现出自发的兴奋性（AMPA介导；A）和抑制性（GABA介导；C）突触事件。与在其他神经元培养基中成熟的神经元相比，在BrainPhys™神经元培养基中培养的神经元，其自发突触活动的频率和幅度都更高（B, D）。所示轨迹具有代表性。

图3. BrainPhys™无缝集成到各种神经元细胞类型的2D神经工作流程

BrainPhys™培养基适用于hPSC和啮齿动物神经元培养流程的关键步骤。在hPSC来源的神经元模型中，用于生成运动、感觉、前脑和中脑四种神经元细胞类型的标准化STEMdiff™培养基试剂盒，其成熟步骤依赖于BrainPhys™。STEMdiff™试剂盒生成的两种胶质细胞亚型（星形胶质细胞和小胶质细胞）可与基于BrainPhys™的共培养系统兼容。此外，hPSC来源的神经元也可以通过前述的DIY方案与BrainPhys™结合生成。BrainPhys™还支持包括长期培养和特性分析在内的下游应用。对于初级啮齿动物模型系统，可以使用标准化的 BrainPhys™ 初级神经元试剂盒，或者采用结合BrainPhys™的自制方案建立神经元培养，随后利用BrainPhys™进行下游应用。

BrainPhys™神经元培养基尤其适用于短期3D神经元应用，例如神经类器官的电生理记录（如图4），并且也适用于神经类器官的长期成熟培养。可能需要添加额外补充剂，应根据实际需求进行优化。

图4. STEMdiff™脊髓类器官在BrainPhys™ 成熟时显示出增加的电生理活动

将 BrainPhys™ (货号 100-1524) 纳入标准化脊髓类器官培养流程的步骤如下：将类器官从 STEMdiff™ 脊髓分化培养基转移至添加了 STEMdiff™ 神经类器官补充剂 A 的 BrainPhys™ 培养基中，并每隔 2-3 天更换一次培养基。MEA 测量结果显示，在 BrainPhys™ 神经元培养基 + STEMdiff™ 神经类器官补充剂 A 中成熟的脊髓类器官，相较于在 STEMdiff™ 神经类器官维持试剂盒培养基（货号 100-0120）中成熟的脊髓类器官，其电生理活性更高，具体表现在峰电位、活性电极、加权平均放电率 (WMFR)、爆发数量和频率以及同步指数的增加。以上数据符合正态分布（通过 D'Agostino & Pearson 检验），并采用配对 t 检验进行分析（n = 3 个细胞系，1 - 3 个技术重复；* p ≤ 0.05，** p ≤ 0.01）。