SCN2A 患者脑类器官的扩散给药与三维电记录
将 10 位点微流体给药与三维多电极阵列（MEA）记录结合，比较不同扩散强度下的患者类器官药物反应。
用途与模型
- 研究用途
- 患者来源脑类器官的急性药物作用与递送条件评价。
- 模型与细胞来源
- 1 名 SCN2A c.4886G>T 患者的诱导多能干细胞（iPSC）与健康来源 iPSC；第 45 天神经类器官。
- 方法版本
- 2025 年原研究版本
- 实验形式
- 2 条通道各 5 位点；10 根探针各 6 电极，电极沿探针间距 250 µm；膜孔隙率 0、1.25%、2.5%、3.75%、5%。
材料与平台
- 给药与校准
- 3 µL/min 递送卡马西平入口 10 mM 或氯巴占入口 1 mM；荧光素校准采用 100 µg/mL、0–5 µL/min、5 分钟，在隔离的 1 mL 水相培养位点测量。校准液和实际组织培养环境不同。
- 记录与分析
- 37 °C、5% CO₂，Intan 64 通道系统；20 kS/s 采样、300 Hz–6 kHz 滤波。脉冲阈值 75 µV；簇状放电至少 3 个脉冲，脉冲间隔不超过 0.1 秒。
测量指标与分析
- 脉冲率
- 簇状放电
- 递送荧光强度
- 低氧和细胞死亡相关染色
比较给药前后以及膜孔隙率；每个类器官的多个电极为组织内取样层级。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 健康与患者模型电活动比较，加荧光素扩散校准和 2 种药物急性干预。
- 测试范围
- 同时记录各 5 个患者与健康类器官；放电率比较为患者 7 电极、对照 30 电极。
- 参照体系
- 给药前后、0–5% 膜孔隙率、卡马西平与氯巴占。
- 研究结果
- 卡马西平在 2.5%–5% 位点抑制放电，1.25% 降低活动、0 位点无显著变化；氯巴占在 5% 位点未抑制活动。
适用条件与研究局限
- 入口浓度不能代表组织内药物浓度。
- 患者模型仅 1 名供者，没有同基因背景校正对照。
- 5 µL/min 流速的扩散模拟在 10 分钟出现邻位点串扰；长期递送尚待优化。
来源与原文
- One‐Step Drug Screening System Utilizing Electrophysiological Activity in Multiple Brain Organoids原始研究 · Advanced Science · 2025-09-12