NAMs新方法学前沿

BrainSpheres 高密度微电极功能质量评价

在同孔多个三维人神经球体中分别提取功能读数,检查基线和药物对照的筛选质量。

用途与模型

研究用途
提供人神经模型电生理质量经验,供神经安全评价方法选择。
模型与细胞来源
iPSC 来源 BrainSpheres 含神经元及多类胶质细胞,多数神经元仍为较未成熟状态。
方法版本
2025 年单球体区域分析版本
实验形式
高密度阵列区域分组,10 项一般和网络活动指标,独立细胞存活检测。

材料与平台

模型及记录
7 周人 BrainSpheres 和 MaxTwo 高密度电极;每球体通常 50–150 记录点。
药物对照
洛哌丁胺为阳性活动对照,对乙酰氨基酚为预期阴性对照。
质量分析
对照变异系数、Z′、SSMD 和单球体/孔级重复区分。

测量指标与分析

  • 平均放电频率及幅度
  • 网络活动
  • 对照变异及组别分离
  • 独立细胞存活检测

先按电极空间位置区分球体,再提取指标;孔内球体为技术重复,平均时间稳定与重复间变异分开。

研究设计与结果

实验条件比较

研究设计
自发活动、药物对照及既有二维大鼠资料的测量比较。
测试范围
基线实例 12 球体;各孔多球体技术重复,每板一个溶剂对照孔;跨模型 7 共有阳性化合物。
参照体系
未处理/溶剂条件、预期药物对照及对应的既有模型活动指标。
研究结果
可记录单球体活动和药物反应,但对照 CV 约 0.12–0.85,Z′/SSMD 未超过 0,组别分离较弱。

适用条件与研究局限

  • 主要环境评价用途,药物转用仍需适配。
  • 部分存活测量可能低估球体内部变化。
  • 设备、成熟度和结构不同限制跨模型归因。
  • 尚需跨细胞线和实验室的重复性检查。

来源与原文

  1. Application of a high-density microelectrode array assay using a 3D human iPSC-derived brain microphysiological system model for in vitro neurotoxicity screening of environmental compounds原始研究 · Archives of Toxicology · 2025-04-28

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