索尼半导体解决方案公司（下称“索尼”）、SCREEN控股公司（下称“SCREEN”）和VitroVo公司（下称“VitroVo”）宣布，三方已联合开发出一套基于约23.7万个电极的高密度CMOS-MEA*¹系统，并正式启动试验性服务。该系统融合索尼先进的传感技术、SCREEN集团在细胞电活动测量的技术积累以及VitroVo在MEA化合物评估和数据分析领域的专业知识，突破传统技术瓶颈，实现了细胞活动数据的高密度测量和高清记录，将主要应用于神经和心脏领域的疾病研究与药物研发等。
MEA系统硬件
测量应用程序的UI示意图
在新药研发领域，提升非临床试验阶段的药效与安全性评估精确度、进一步优化研发过程，已成为行业核心挑战。近年来，为了替代新药临床试验前必须进行的动物实验，业界对利用人工智能等前沿技术，以及基于人iPS细胞分化产生的神经细胞、心肌细胞和类器官等仿生系统，开发无需动物实验即可高精度评估化合物对人体影响的新技术正成为更优解决方案。此外，在疾病研究领域，获取更精细的细胞数据也有望推动科研工作的开展。
此次三家公司携手日本东北工业大学（下称“东北工大”）新开发的高密度MEA系统，可基于细胞电活动数据，在单细胞水平上比对和监测病态细胞和健康细胞的差异以及细胞对化合物的反应。具体而言，该系统通过整合索尼正在开发的高密度CMOS-MEA与SCREEN集团的细胞电活动测量技术，利用高密度排列的微电极检测细胞外电位，并输出图像数据。这使得用户能够在观测细胞放电*2的同时，精准测量与记录细胞反应。此外，该系统还集成了在索尼和东北工大的联合研究成果所构建的基础框架，搭载由VitroVo专为化合物评估优化的算法，以及具备友好操作界面的数据分析应用程序。由此，细胞放电频率等分析结果可基于电位与图像数据实时显示。该系统的测量与分析功能不仅能获取比传统MEA系统更高密度的细胞活动数据，还可捕捉以往难以观测的实验现象。
通过本系统获取的高密度的细胞活动数据，有望推动疾病表型研究的深入开展，提升新药候选化合物的风险评估和药效评估工作的效率，减少对实验动物的依赖。由于本系统可以观察神经细胞的活动，可应用于抑郁症和精神分裂症等精神疾病、肌萎缩侧索硬化症（ALS）和阿尔茨海默病等神经系统疾病的新药研发以及脑科学的基础研究。
为了验证该系统及评估方法的有效性，同时推进商业化技术开发，三家公司将联合向从事药品开发的企业和研究机构提供本系统的试用服务。SCREEN将负责提供系统，VitroVo将围绕细胞培养程序和定制化数据分析支持提供咨询服务，并协助系统落地应用。同时，VitroVo还将同步启动委托测试服务，帮助用户验证该系统的有效性。三方将根据试供期间收集的用户需求，加快系统开发和市场调研，最终实现基于CMOS-MEA的MEA系统的商业化。
