인간 만능 줄기 세포 유래 뇌 조립체를 사용하여 간질을 모델링하기 위한 다중 전극 어레이 플랫폼

지난 수십 년 동안 유전자 발견이 폭발적으로 증가하면서 간질을 유발하거나 간질과 관련된 수백 개의 유전자가 확인되었습니다. 그러나 병원성 메커니즘은 잘 연구되지 않았습니다. 우리 연구실은 유전적 변화가 어떻게 초기 뇌 발달에 영향을 미치고 뇌 기형과 만성 발작을 특징으로 하는 쇠약해지는 질병인 간질을 유발하는지 연구합니다.

유전적 간질은 일반적으로 생쥐, 제브라피시, 초파리, 토끼 등의 동물 모델을 사용하여 연구되어 왔습니다. 인간 줄기 세포는 줄기 세포를 신경 조직으로 분화하는 기술이 발전함에 따라 최근에는 유전적 간질을 모델링하는 데 사용되었습니다. 뇌 오가노이드의 출현으로 뇌 발달의 구조적 측면을 요약할 수 있습니다.

전기생리학적 활성을 측정하고 뇌 오가노이드 및 아셈블로이드에서 간질 관련 활성의 바이오마커를 결정하는 것은 어려운 일입니다. 부분적으로, 이 기술은 뇌 오가노이드가 온전한 동물처럼 발작을 일으킬 수 없기 때문에 제한적입니다. 그럼에도 불구하고, 이 in vitro 모델과 약물 치료에 대한 반응에서 전기생리학적 차이를 찾는 것은 유전적 간질의 병리학적 메커니즘과 치료 반응을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전기생리학적 활성은 기존의 패치 클라이밍 기록, 전극을 사용한 국소 현장 기록, 칼슘 및 메모리 전압 이미징과 같은 광학 기술을 사용하여 평가할 수 있습니다. 다중 전극 어레이 기록을 사용하면 시간이 지남에 따라 두 개의 녹음을 시작하고 조립체의 여러 위치에서 동시에 기록할 수 있는 이점이 있습니다.