癲癇是一種由大腦神經元異常放電所引起的以短暫中樞神經系統功能失常為特徵的慢性腦部疾病，具有突然發生和反覆發作的特點。目前針對癲癇尚缺乏有力的治療措施，全球現有癲癇患者6500萬中，有1/3的治療是沒有效果的。因此深入了解癲癇的治病機理，有助於醫生針對不同的癲癇種類或者患者個體差異制定不同的治療策略。今天，小編為您精選了利用Maestro multiwell-MEA(多孔微電極陣列)進行癲癇疾病及致癲癇風險評估相關的四個案例，幫助大家了解該領域的最新研究進展。
在癲癇合併疑似腦炎的病例中發現Drebrin自身抗體
來源：德國波恩大學醫院，2020，Annals of Neurology
研究者利用復發性癲癇和疑似腦炎的病人血清樣本，從病理生理學評估Drebrin（樹突棘的支架蛋白）作為自身抗體靶標的存在。病人的抗Drebrin自身抗體處理離體培養的小鼠海馬區神經元後，MEA實驗證明其放電頻率會相應增加，還出現了代表網絡超興奮態的簇放電和網絡簇放電現象。這和在血清中含Drebrin抗體的病人身上檢測到的部分腦結構興奮性增強並導致癲癇病症的情況是相呼應的。由於抗Drebrin自身抗體會導致人體的一系列慢性綜合症，例如復發性癲癇、神經精神病學障礙、大腦邊緣系統（有時還包括皮層）等炎症反應，因此免疫抑制療法在這些精神疾病的治療領域將大有用武之地。
小兒癲癇精準治療研究
來源：西北大學Feinberg醫學院
癲癇在新生兒及弱齡兒童中有1%的發病率，對於其中近3成的病童而言目前並無有效的治療手段。來自美國西北大學的EvangelosKiskinis博士帶領其團隊嘗試著將患有KCNQ2突變的癲癇病孩來源幹細胞分化成該病人特異的神經元細胞。隨後，他們使用Maestro MEA技術檢測了神經元電生理功能。檢測結果顯示病人來源的神經元放電頻率顯現出時間依賴的顯著增加；電活動光柵數據圖則明顯地體現出『爆發-抑制』電活動規律，很容易讓人聯想到同一病孩的腦電信號。這種在培養皿中重現癲癇疾病的技術，使研究者建立了一個在體外用於評估潛在治療方案的表型平臺。
未來，研究者將對病人來源的神經元做藥物測試，研究它們的放電規律及對藥物的反應，希望能夠預測何種藥物能夠對哪個病人快速起效。該結果可用於癲癇病孩的分類用藥指導，促進精準醫療的發展。
癲癇藥物篩選模型
來源：美國哥倫比亞大學基因組醫學研究所（IGM）
哥倫比亞大學最近開展的精準醫學計劃涵蓋母胎醫學、肝腎疾病等共五大醫學難題，癲癇名列其中。在這個講座中，兩位來自哥大基因組醫學研究所的科學家使用病人及實驗小鼠來源的多能幹細胞，結合基因編輯的手段，得以建立癲癇細胞模型來精準地顯現病人的基因型之對應表型。在這個層面上，研究者使用MEA作為首選的篩選工具，來檢測神經網絡活動表型在這些模型之間有何不同和相似之處。他們的研究結果表明，MEA是一個很好的中通量藥物篩選和檢測平臺。在開展動物實驗之前，大規模藥物篩選得到的潛在化合物，可以先在MEA平臺上確認其矯正表型的效果，這將有助於科研和工業界的合作方找到新的癲癇治療方案。
細胞網絡電生理表型用於促癲癇風險評估
來源：美國健康與環境科學研究所（Health and Environmental Sciences Institute，簡稱HESI）
HESI致力於聯合全球的科學家共同應對國際性的健康及環境挑戰，其中包括神經毒理試點研究（NeuTox Pilot Study）。這個項目藉助Maestro MEA平臺，將12種化合物作用於嚙齒類動物原代神經元及hiPSC衍生神經元培養物，進行促癲癇風險評估。
在這個項目中，科學家們使用Axion公司的數據分析軟體及製圖工具，通過分析每組神經元網絡樣本相對於未加藥對照組的差別，來定量描述其各種網絡電生理表型的相應變化並尋找其濃度依賴規律。這一研究的結果表明，Maestro MEA實驗能夠為神經元網絡功能測試提供精準且穩定的結果。這個用戶友好型的平臺將極大地拓展科學家們在安全毒理、疾病建模和藥物開發等方面的研究工作。
小貼士：在多孔MEA板上實現細胞共培養
許多研究者們對兩個不同的大腦區域如何彼此「交談」感興趣。為此，Axion研發團隊在Maestro MEA平臺上開發了一個新的應用，幫助研究者研究兩組不同細胞之間的交互作用。
研究者可直接將一個配件（Ibidi,cat. 80209）置於Maestro MEA 6孔板中，藉助配件的分隔實現兩組細胞的各自獨立培養，並記錄各自電活動信號。隨後移除配件，細胞的神經突就可以在原先隔斷所在的區域延展、生長甚至互相連接。最後再次記錄兩組細胞群連接後的電活動，觀察它們是如何互相作用的。
除此以外，科學家們還可以藉助此應用進行神經肌肉接頭或者光遺傳學相關研究。總之，如果您有兩種類型的細胞樣本，並想了解它們是如何相互作用的，那麼這將是一個理想的工具。
Axion公司簡介
Axion Biosystems公司是一家創始於美國喬治亞理工學院的高新技術企業，創造了全球第一臺商品化的多孔微電極陣列（multiwell-MEA）系統。作為最新一代產品，Maestro Edge & Pro的並行檢測通道多達768個。配合各種通量（6，24，48，96通量）的MEA板,可用於實時、無標記、無損地記錄並分析可興奮性細胞（如神經、心肌和肌肉細胞）的場電位和動作電位信號。適用於藥物篩選、毒理、安全評價，個性化用藥指導，以及幹細胞的開發、質控、疾病模型建立等研究方向。