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MED64システムで測定される細胞外電位（フィールドポテンシャル）応答
波形 |
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1.Membrane potential |
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左図 1.は、心筋の活動電位の典型的な細胞内電位波形です。
これに対し、心筋の活動電位によって誘導される細胞外電位（フィールド・ポテンシャル）の波形は、主として、左図
2.〜5.の各々の要因による波形の合成波形となります。
2.は細胞内電位の電界によって発生する細胞外電位波形であり、3.〜5.は、細胞内と細胞外の間に流れる電流によって発生する細胞外電位波形で、2.と3.〜5.の電位極性は反対方向となります。
細胞塊のバラツキや電極との位置関係の違い等により、
2.〜5.の各々の要因の支配バランスが変わる為、測定される細胞外電位波形はかなり異なって見えることがあります。
しかしながら、全般的に左図6.のような波形で脱分極フェーズと
再分極フェーズが現れ、この２ピーク間の時間を計測することにより、FPD（フィールド･ポテンシャル・デュレーション）の変化を測定することが可能です。
更に、その相関をみることによって、QT延長の評価をすることが出来ます。
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2. Membrane
potentialによって誘導される
Field
potential |
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3. Sodium
currentによって誘導される
Filed
potential |
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4. Calcium
currentによって誘導される
Filed
Potential |
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5. Potassium
currentによって誘導される
Filed
Potential |
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6.
MED64システムで測定される細胞外電位応答 |
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脱分極 再分極 |
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ECG(心電図）波形 |
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細胞電位応答との比較 |
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細胞内電位応答 |
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MED64システムによる細胞外電位応答 |
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FPD(Ｆｉｌｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
Duration)測定によるQT延長の測定 |
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鶏胚心筋細胞（Chick embryo ｍyocyte）から得られたペーシング応答を
E4031(200 nM)
投与前後で比較したもの
。 青：投与前 ピンク： 投与後 (
0.02 mV, 20 msec /1 div) |
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iPS(ES）細胞由来心筋細胞を用いたQT延長スクリーニング |
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(左）MEDプローブ上のヒトiPS細胞由来心筋細胞
心筋細胞に分化後、拍動個所を切除しMEDプローブ電極上に載せた。写真は14日後の細胞
(下）左図細胞より測定された自発応答。Mobiuw
QTソフトのTime of Max
Amplitude to Max
Amplitudeプロトコルを使用してピーク間の時間（フィールド・ポテンシャル・デュレーシヨン）を計算してグラフ化
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データ提供：Joseph C.Wu, MD,
PhD, Assistant
Professor, Stanford
University School of
Medicine
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急性組織切片を用いた創薬スクリーニング |
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細胞より生体に近い急性組織切片を用いたターゲット探索や毒性評価は、創薬において益々重要性を高めてきています。
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MED64システムでは、電極上に急性組織切片を載せて細胞外電位
（フィールド電位）を測定します。従来法では困難を
極めた組織切片を用いた電気生理的な薬効評価試験等が
、電気生理未経験者でも簡単・確実に行えます。
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刺激ポイントはソフトウエアで選択可能です。最適な刺激位置が簡単に選択できます。
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平面電極による測定は組織切片を傷つけません。灌流により安定した状態を保ちながら長時間に渡って薬効評価試験ができます。
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64個の電極を生かした伝播異常や薬物の部位特異性検出等にも最適です。
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MED64 マルチスライス・システムにより、4枚の試料から同時に測定が可能です。
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Mobius
ソフトウェアにより、オンラインでデータ解析
、ドーズ・レスポンスカーブの作成が可能です。
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対象試料と評価対象 (例)
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脳・中枢 組織切片 |
海馬・大脳皮質・視床・視交叉上核・ 脊髄・中脳・
網膜 等 |
アルツハイマー等記憶関連（LTP、LTD)・てんかん、・うつ・
肥満・鎮痛 等 |
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心筋 組織切片 |
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心房筋・心室筋スライス |
心房細動・不整脈 等 |
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事例1）長期増強現象（ＬＴＰ）の変化 |
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従来難しいとされたＬＴＰ実験も、MED64システムで簡単に行えます。
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刺激・記録共にガラス電極操作不要の簡単さに加え、ローインピーダンス電極により安定したローノイズで毎日実験が行えます。
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電気生理未経験者でも、測定から各種申請用データの取得まで可能です。
- アンプ前面の選択パネルによる刺激チャネルの切り替えはLTP測定に最適です。細胞にダメージを与える事無く、迅速、簡単に最適刺激位置が選択できます。
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（左図） MEDプローブ上に置かれたC57BL6マウスの海馬スライス。CA1領域が中心になるように配置されている。図中の青色の電極から刺激を与えてEPSPを誘発させた。
使用プローブ：MED-P515A; 150
mm間隔。
（下図）赤色の電極で記録されたシーターバースト（TBS)刺激前後のフィールドEPSP（左側）とそれぞれのEPSPから求めた振幅（右上）とスロープ（右下）の時系列変化 （緑：TBS刺激前、赤：TBS刺激後） |
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その他事例はアプリケーションページをご覧下さい。 |
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培養細胞を用いた創薬スクリーニング |
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MEDプローブ上で直接細胞が培養できます。
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平面電極による測定は組織切片を傷つけません。又、培養サンプルを100%湿度のインキュベータに入れての測定が可能です。数ヶ月に及ぶ薬物の慢性評価も可能です。
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MED64マルチスライス・システムを用いて4試料からの同時測定が可能です。更にデュアル・チャンバープローブの併用により、8試料からの同時測定も可能です。
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Mobius
ソフトウェアにより、オンラインでデータ解析が可能です。
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対象試料： 各種神経スライス培養・分散培養
初代心筋細胞・幹細胞由来心筋細胞・平滑筋細胞 等 |
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事例1）スライス培養を用いた化合物の慢性評価 |
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（左上図）
MEDプローブ上で直接培養したラット海馬スライス（培養10日目）。細胞体層が綺麗に保たれているのが分かる。 使用プローブ：MED-P530A;
300 mm間隔
（右上図）左のスライスから連続3日間記録された応答。刺激及び記録電極、また刺激強度は三日間とも同じである。フィールドEPSPがほとんど変化しないことから、培養スライス中の回路は三日間を通して安定していることが分かる。 |
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（左下図）上記の培養スライスを用いて神経毒性の評価を行った結果 （3日後のfEPSPの振幅の変化）
安定したコントロールに対し、NMDA10mMを投与すると、fEPSPが小さくなった。同時にNMDAの拮抗剤（MK801
1mM、Memantine
30mM）を投与するとこの現象が抑制された。
Shimono K et al., J
Neurosci. Methods 2002,
120(2): 193-202 |
