三室神经微流控体系的突触功能连接损伤测定
将突触连接区与两侧胞体区分开，比较跨室连接和局部放电的时间变化。
用途与模型
- 研究用途
- 为神经保护候选策略建立功能终点；本研究完成 Aβ 相关损伤检测，未比较治疗药物。
- 模型与细胞来源
- 小鼠原代皮层细胞在突触前、突触后腔室形成通过中央区域联系的网络。
- 方法版本
- 2024 年小鼠原代皮层细胞与商用微电极阵列（MEA）整合模型
- 实验形式
- 三室微流控与 MEA 组合，中央突触区接受检测扰动，两侧电极记录信号。
材料与平台
- 神经网络与对照培养
- 小鼠皮层原代细胞、MEA 整合三室装置，以及普通 MEA 作为培养格式参考。
- 功能损伤比较
- 表达正常或变异淀粉样前体蛋白（amyloid precursor protein，APP）的细胞所产生的条件培养液，以及相应对照。
测量指标与分析
- 跨室连接处理前后比值
- 突触前/后腔室放电频率
- 各室内部功能连接
- 达到稳健基线连接的装置比例
根据跨室放电的时间关系及随机活动预期计算功能连接，在同一芯片中比较处理前后变化，同时单独评价局部放电及室内连接。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较对照、正常 APP 与变异 APP 来源条件培养液在不同时间点对跨室连接的影响。
- 测试范围
- 主要分析中，对照、正常 APP 及变异 APP 组分别为 11、9、12 个满足基线连接标准的芯片。
- 参照体系
- 相应对照条件及同一芯片处理前基线。
- 研究结果
- 24 小时组间未显著；48 小时变异 APP 组跨室连接下降，对照比较 P=0.0465，正常 APP 组未显著；局部放电及室内连接未明显下降。
适用条件与研究局限
- 仅评价小鼠神经网络的急性功能损伤，尚未比较治疗药物或进行患者预测验证。
- 跨室功能连接来自电活动统计关系，未直接测量突触数量。
方法可行性研究
- 研究设计
- 先检验稳定连接，再探索异常网络活动对分析的影响。
- 测试范围
- 约 41.5% 装置满足本文稳健连接定义；探索性额外排除后 3 组为 10、9、10 个芯片。
- 参照体系
- 普通 MEA、三室培养和主要/探索性分析。
- 研究结果
- 部分装置形成稳定跨室同步；主要与探索性分析均保留 48 小时变异 APP 组的差别。
适用条件与研究局限
- 约 41.5% 的装置达到本文稳健基线连接标准。
- 额外排除是探索性分析，主要与补充分析使用不同样本。
- 算法与时间窗影响绝对连接值，处理前基线筛选影响入组范围。
来源与原文
- Integration of Microfluidic Devices with Microelectrode Arrays to Functionally Assay Amyloid-β-Induced Synaptotoxicity原始研究 · ACS Biomaterials Science & Engineering · 2024-02-22