TERA2 神经类器官的异常放电与抗癫痫发作药物检测
长期培养人源神经类器官，以多电极阵列（MEA）记录电活动，再诱导异常放电并测试已知抗癫痫发作药物。
用途与模型
- 研究用途
- 神经类器官功能表征和早期抗癫痫发作药物的急性作用评价。
- 模型与细胞来源
- TERA2.cl.SP-12 人源多能细胞系；单一细胞系构建的神经类器官，检测神经元和胶质相关标志。
- 方法版本
- 2025 年原研究版本
- 实验形式
- 每孔 9,000 个细胞形成胚样体，STEMdiff Cerebral Organoid Kit 四阶段培养；第 7 天包埋 15 μL Matrigel，第 10 天进入摇动成熟培养；第 40 天移至聚乙烯亚胺包被的 6 孔 Cytoview MEA，每孔 1 mL。
材料与平台
- 培养和记录
- 第 7–30 周每周记录，药理实验第 15–22 周。37 °C、5% CO₂；采样 12.5 kHz、带通 0.2–3 kHz，脉冲阈值为噪声 6 倍，电极每分钟至少 5 次脉冲才算活跃。
- 异常放电与药物
- 至少 15 分钟基线；4-氨基吡啶（4-AP）100 μM 后记录 60 分钟；随后卡马西平 10 μM、地西泮 10 μM 或乙琥胺 100 μM，再记录 40–50 分钟。达到稳定变化后洗去药物，药理实验间隔至少 2 天。
- 指标定义
- 单电极簇状放电至少 5 个脉冲、间隔不超过 100 ms；网络簇状放电至少 50 个脉冲，至少 35% 电极在 20 ms 窗参与。同步指数 0–1。
测量指标与分析
- 活跃电极数
- 加权平均放电率
- 单电极簇状放电
- 网络簇状放电
- 同步指数
比较各类器官给药前后及 4-AP/抗癫痫发作药物条件。n 为类器官数量，结果为均值±标准误；药理代表结果至少 3 个类器官。
研究设计与结果
机制研究
- 研究设计
- 长期记录并用通道/受体药物比较自发活动，再做 4-AP 诱导与已知抗癫痫发作药物测试。
- 测试范围
- 单一 TERA2 细胞系来源类器官，代表电活动/药理结果 n≥3 个类器官。
- 参照体系
- 基线、4-AP 100 μM、有无卡马西平/地西泮/乙琥胺及洗脱。
- 研究结果
- 4-AP 可逆增加放电、簇状和同步活动；3 种药物抑制多项诱发指标并恢复到接近基线。
适用条件与研究局限
- 第 40 天致密核心类器官形成成功率约 50%。
- 平面 MEA 主要检测组织表面，核心信号可能遗漏。
- 缺少循环供养；验证为已知药物急性反应，尚需更广模型/药物条件。
来源与原文
- Human Stem Cell-Derived Neural Organoids for the Discovery of Antiseizure Agents原始研究 · Receptors · 2025-06-20