使用多电极阵列监测致痫剂作用下的大脑皮层活动

行业重要性概述

该方法能够在受控的脑片模型中对致痫通路进行机制性探究，有助于神经治疗药物靶点的验证。通过量化前扣带皮层（ACC）对电刺激和药物刺激的反应，可在药物发现早期阶段为降低中枢神经系统（CNS）候选药物风险提供预测性依据。该策略与癫痫及相关疾病表型筛选及转化生物标志物研究策略相一致。

生物制药研发中的战略应用

早期发现与靶点验证

• 科学价值：研究丘脑-扣带回通路的调控机制，以阐明癫痫发作的机制，并验证前扣带皮层（ACC）作为治疗靶点的有效性。
• 操作价值：可实现对荷包牡丹碱（bicuculline）和AP等致痫剂的剂量-效应分析，支持靶点参与相关检测。

筛选与检测方法开发

• 科学价值：通过MEA记录生成定量的电生理读出结果，以评估化合物对类癫痫活动的影响。
• 操作价值：标准化脑片制备和灌流条件，实现神经活性分子的可重复、高通量筛选。

转化与临床前研究

• 科学价值：在与疾病相关的系统中模拟药物诱导的癫痫发作反应，以连接体外研究结果与体内病理生理学。
• 操作价值：在开展动物实验之前，通过分离前扣带皮层特异性对刺激和药物灌注的反应，支持机制层面的风险评估。

流程与工作流整合

该方法适用于早期发现阶段的工作流程，可在先导化合物筛选及临床前验证阶段之前，对中枢神经系统靶点进行假设验证。

• 发现生物学：支持阐明丘脑-扣带回路在癫痫易感性中的通路机制，并进行生物学风险评估。
• 筛选：提供即用型、定量的多电极阵列（MEA）输出结果，用于评估化合物对电刺激诱发的前扣带回（ACC）反应的调节作用。
• 分析：提供诱发电位的自动平均功能，以实现不同处理条件下数据的统计学比较。
• 转化研究：将电生理生物标志物与癫痫发生机制相联系，确保临床前研究的连续性。
• 企业级复用：建立可重复使用的电生理学平台，用于跨项目筛选多种靶向中枢神经系统（CNS）的化合物。

运营与企业影响

• 科学价值：通过在简化系统中直接测量与癫痫发作相关的神经活动，提高靶点验证的可信度。
• 操作价值：通过在不同实验间标准化灌流、电极放置和刺激参数，确保实验的可重复性。
• 战略价值：在研发早期阶段减少对中枢神经系统作用机制的不确定性，为“继续/终止”决策提供依据。
• 项目组合影响：根据化合物对致痫通路的影响，实现基于风险调整的化合物优先级排序。

实施注意事项

• 需要具备电生理学、脑片制备以及基于多电极阵列的信号记录方面的专业知识。
• 依赖多电极阵列系统、刺激器和灌流泵，以实现人工脑脊液（ACSF）的稳定供给。
• 为获得可重复的结果，需在不同研究团队间对刺激方案和药物输注时间进行标准化。
• 将啮齿类动物脑片的研究结果外推至与人类相关的模型时，需考虑适应性问题。
• 由于脑片制备具有急性特性，限制了对长期慢性效应的研究。

生物制药常见问题