醫學研究部(Department
of Medical Research)共 同 研 究 室 電 子 報
第十四期 Feb.10.2015
本期目錄
下期主題
快速連結
農曆年即將來臨，先預祝各位同仁羊年行大運、新年快樂!這期電子報要跟大家介紹位於第三共同研究室的64頻道單位電極影像系統(MED64)的原理及應用，另外邀請三典科技股份有限公司幫我們介紹了「MED64 64頻道細胞外電位記錄系統之心肌細胞功能性測試應用」，期望提供大家對於研究構思及設計能有更多的突破。下一期電子報將介紹超高速離心機，有儀器需求的同仁請密切注意下期的電子報喔！歡迎您訂閱共同研究室電子報以獲得相關訊息。同仁對於共同研究室如有其他新的研究服務需求，更歡迎您與我們聯絡，給我們建議與鼓勵。
感謝共同研究室使用者長期支持與使用，我們一直致力於提供更優質的設施與服務，共同研究室流式細胞分析暨分選核心服務(Cell Sorter)將於下月推出全新網路預約系統，不分院內外，預約e指通，敬請同仁留意相關公告。
共研其他儀器設施陸續建置中，感謝您的耐心等待。希望我們所提供的設備對您的研究有所助益，服務品質也令您滿意，為了共研長期的經營運作，請您於發表文章時惠予致謝共同研究室，作為服務成效評鑑之用。
TOP
MED64是以低阻抗平面式電極陣列技術，得到64個點的細胞外電位反應，不需銅網、防震桌及微調手臂等傳統電生理設備，即可進行組織切片、組織培養、細胞培養等電生理記錄模式，應用範圍廣泛。內建Mobius軟體介面使用便利，系統內含電流刺激切換器，可在64個記錄點上的任意一點同步進行電刺激及電位訊號的擷取，以探討各個區位之間的連結、互動，更可以應用於研究神經元之間的網路系統。另可搭配螢光顯微鏡等設備進行同步觀測，是初學者跨入電生理領域的最佳選擇。
MED64多頻道胞外電位記錄系統最大的優勢在於:
-
擁有10kΩ超低阻抗的白金電極，能夠記錄高品質的電生理訊號。
-
64個電極均可作為電刺激點，且刺激後持續 記錄電生理訊號，並不會因為電流的刺激而破壞其品質。
-
內建2組電刺激器以及64頻道自動切換器，以不同的實驗需求，設計不同的電刺激位點 。
原廠Alpha Med Science提供不同規格的Probe Array，可依照實驗目的選擇適當規格的probe，上圖與表顯示不同大小之Probe Array的64個電極陣列的面積區域（Array size）、兩電極間的距離（Distance）、每個電極的大小（Electrod size）等特性，probe的選擇依據組織研究的範圍大小，選擇電極陣列的面積，陣列面積較大的probe，可記錄較廣的組織的網路傳導，而記錄的兩個電極間距則被拉長。大鼠（Rat）的海馬迴以及周邊區域面積大，一般而言很適合3*3mm2陣列面積的probe，而小鼠（Mice）則建議使 用電極間距最小（100um）的probe，面積0.7*0.7mm2。
MED64可測量的樣本種類包含組織切片的短期測量、組織培養以及細胞培養，如下圖。應用領域包含學習與記憶、認知辨識行為、生理節律研究、心肌組織QT prolongation、中樞神經藥物毒物影響……等各式研究。使用MED64發表的文獻包含發表在Science上的研究，記錄突觸後field potential的late-phase long-term potentiation (L-LTP) (Science, Li, XY et al., 2010)；以及諾貝爾獎得主山中伸彌教授所參予的研究中，就是使用MED64記錄由iPS細胞誘發而成的心肌電位圖(PLoS One, Fujiwara M et al., 2011)。
MED64 64頻道細胞外電位紀錄系統之心肌細胞功能性測試應用
三典科技股份有限公司
身體大多是由成熟分化完全的細胞所組成的，例如表皮細胞、肌肉細胞等。而這些細胞在沒有任何的外力刺激或是突變下，不會再轉變成為其他細胞，這樣的細胞通稱為「體細胞」（somatic cell）。相反地，幹細胞(stem cell)是一群具備有「分化能力」（differentiation）的細胞，可以在身體內受到各式各樣的誘導，分化成不同特定的細胞，幹細胞同時具備良好的增生能力，可以進行自我更新（self-renewal），因此幹細胞被高度期待應用於再生醫學領域。
然而，幹細胞於醫療臨床的應用，仍有許多問題是需要克服，其中一個主要的問題，為幹細胞分化效率以及品質的控管，因此，科學家積極尋找各式能夠穩定誘導幹細胞分化的物質。目前科學家定義細胞，主要是辨認細胞表面的特定抗原標記 (surface marker)，同時並檢測其分化後細胞功能性。
而在本篇論文(PLoS One,Vol.6,1-10,2011)，作者於先前的研究已得知由胚胎幹細胞誘導分離，表現Flk1+/CXCR4+/vascular endothelial cadherin- 表面標記的細胞(FCV cell)，是最具分化為心肌細胞潛能的前驅細胞，此外，作者更證明常作為免疫抑制劑使用的cyclosporin-A，可促進胚胎幹細胞分化為FCV cell，進而促進其分化為心肌細胞的效率。綜合以上，作者想了解cyclosporin-A是否也能夠增加iPSC分化為心肌細胞的效率。
作者分別使用小鼠以及人類來源的iPSC，與基質細胞共同培養做為控制組，而與基質細胞共同培養外加入cyclosporin-A作為實驗組，實驗結果發現，無論是來自小鼠還是人類的iPSC，加入cyclosporin-A的實驗組所表現心肌表面抗原的細胞數，遠遠高於控制組，同時並發現心肌表面抗原的表現Cav3.2、HCN4以及 kir2.1(見下圖)。
作者更檢測這些由iPSC分化為心肌細胞的功能性，由於多數的心肌細胞聚集會自發性產生動作電位，因此，作者將這些由iPSC分化而成心肌細胞，培養於64頻道電極上(MED 64)，試圖證實其功能性，而實驗結果顯示由iPSC分化而成心肌細胞的確會產生自發性動作電位。以上的實驗結果顯示，cyclosporin-A於iPSC同樣有增加其分化為心肌細胞效率之功能 (見下圖)。
從這篇論文當中，我們可以了解MED 64，除了應用於神經訊息傳遞研究領域外，更可以應用於幹細胞分化領域。
儀器訓練課程:課程網路報名
| 02月12日 | 螢冷光膠體影像分析系統介紹及實機操作(UVP BioSpectrum 810 ) |
研究新知課程:課程網路報名
| 03月05日 | 間質幹細胞在臨床治療上的發展與實例應用 |
歡迎您訂閱共同研究室電子報以收取儀器訓練與研究新知課程講習相關資訊 。
為持續提供優質之研究服務，便於日後聘用專職技術人員、購置新儀器、現有儀器汰舊換新與維護保養等等，敬請於使用共同研究室資源並發表論文時，於論文致謝（Acknowledgement）處加入致謝共同研究室之文句，並於論文發表時通知共同研究室管理人員。致謝文句請依實際使用情形書寫，或請參考以下範例：We
thank the staff of the Core Labs, Department of Medical Research, National
Taiwan University Hospital for technical support.