开发用于功能神经元网络高通量研究的微流体系统

目标

该项目旨在开发用于神经元培养的新型微流体系统，使其能够同时对细胞活动进行光学和电记录。在药物筛选、基因功能和神经毒性方面的应用将减少这些领域对动物研究的需要。

背景

中枢神经系统疾病(CNS)对社会有严重的影响，特别是随着人口老龄化。技术进步可以推动对中枢神经系统疾病中神经元功能和交流如何改变的理解。在体外方法一直是研究神经元功能的有价值的研究工具，但传统技术不允许控制影响细胞活动和通信的参数。微流体技术可以为这些问题提供一个可行的解决方案，因为它可以让研究人员更好地控制模拟动物条件的简化神经网络的形成。

研究细节与方法

本项目的目的是开发新型和高通量微流体系统，用于神经元培养的高级模式。这将允许同时光学和电子记录细胞活动，并将用于药物筛选和与中枢神经系统疾病相关的基因功能的机制研究。神经培养的新模式也将使研究局部神经毒性如何传播影响邻近细胞成为可能。

理解心理健康是我们这个时代的重大挑战之一。由于大脑疾病的影响和流行，特别是在人口老龄化的情况下，大脑疾病是世界卫生组织议程的首要问题。这对社会产生了严重的影响，造成了巨大的财政负担，估计在发达国家占国民生产总值的3-4%。除了有针对性的治疗和预防规划，技术进步可以推动我们对中枢神经系统(CNS)疾病中神经元功能和通信如何受到影响的理解。小型化在体外长期以来，方法一直是实现这一目的的宝贵的主要工具，但传统技术不允许严格控制影响细胞活动和通信的参数以及它们的微环境。这些问题的一个可行的解决方案在于使用微流体程序，它能够更好地控制模拟的简化神经元网络的形成在活的有机体内条件。由于缺乏对神经元连接的控制，以及无法在诱发疾病的同时处理神经元网络通信，目前常规生物学和小型化系统领域可用的分析方法的特点是测试神经元功能的能力下降。

该项目的目的是开发新型微流体系统，用于神经元的高级培养和模式，将允许同时光和电记录细胞活动。这些系统的开发将是中枢神经系统药物发现研究的重要一步，也将允许在模拟中枢神经系统疾病基础条件下对细胞和亚细胞活性的研究。这些实验的积极结果将为开发低成本的药物筛选工具和提高我们对中枢神经系统疾病的了解提供平台技术和方法。我们设想，这些设备的成功开发将允许至少减少50%的动物使用，并有助于取代在活的有机体内复杂而实用的实验在体外模型。

• 进一步资助:2014年NC3Rs公共参与奖
• 参与活动:品脱科学2017