利用类器官和MEA技术研究视网膜色素变性及其营养不良
视网膜色素变性（Retinitis pigmentosa，RP）和视网膜营养不良是一类由视网膜光感受器细胞退化导致的遗传性疾病，可造成进行性视力丧失。尽管基因研究取得了进展，但有效治疗方法仍然有限，这使得创新研究模型的开发变得至关重要。类器官和Multi Channel Systems公司的网状微电极阵列Mesh MEA（MEA，也称多通道微电极阵列）技术已成为研究这些疾病的有力工具，为视网膜功能研究和潜在治疗策略提供了新见解。
类器官：视网膜疾病模型的突破性进展
由人多能干细胞（hPSC）衍生的视网膜类器官可模拟人类视网膜的细胞结构和功能，形成与之相似的三维形态的生理相关模型。这些自组织结构包含光感受器细胞、视网膜神经节细胞（RGC）和双极细胞等关键视网膜细胞类型，是研究RP及其他视网膜营养不良发病机制的理想模型。
通过使用患者来源的诱导多能干细胞（iPSC），研究人员能构建携带RP致病基因突变的患者特异性视网膜类器官。该方法可用于研究疾病进展、识别早期疾病相关的生物标志物，并以个体化方式测试基因编辑或药物干预效果。
Mesh MEA：窥探视网膜神经节细胞功能的窗口
虽然视网膜类器官能复现视网膜结构，但评估其功能活性对于理解相关疾病的病理机制和治疗效果至关重要。视网膜神经节细胞是视网膜中电活动最活跃的细胞，但因其位于类器官的中心区域，传统MEA技术难以记录其信号。Multi Channel Systems公司的Mesh MEA为此提供了创新性的解决方案，可有效测量位于类器官中心视网膜细胞的电生理活动。
Mesh MEA采用柔性聚酰亚胺网状结构，在网格节点处分布60个电极。当视网膜类器官被置于网状结构上时，细胞会迁移穿透网格，使类器官围绕网格生长发育，从而使电极能够记录位于类器官中央的RGC信号。这项新技术能更有效地测量细胞自发的电活动、神经网络的连接性及光刺激响应。
通过将Mesh MEA与视网膜类器官整合，研究人员能够：
- 表征患者来源类器官的疾病特异性功能缺陷
- 测试药物化合物对视网膜活性的影响
- 通过监测靶向干预后的电生理信号改善情况来评估基因治疗效果
推进治疗策略
类器官技术与Mesh MEA记录的结合为药物研发和精准医疗提供了强大平台。例如，林茨约翰内斯开普勒大学细胞与分子眼科学研究小组利用我们的Mesh MEA，研究了RP相关基因（PRPF31）对RGC发育和存活的影响。初步数据表明，视网膜类器官在Mesh MEA上的存活率较普通MEA相比有较明显的提升，可实现RGC电活动长达数天甚至数周的持续记录。
在体外培养50天的视网膜类器官接种于经GFR Matrigel（生长因子人工基质）包被处理的MEA200/30iR-3D微电极阵列15天后，视网膜类器官结构完整性丧失，并在MEA表面铺展开来。（图像由林茨约翰内斯开普勒大学提供）。
在体外培养50天的视网膜类器官接种于经GFR Matrigel（生长因子人工基质）包被处理的MEA200/30iR-2D微电极电极阵列，2天后，视网膜类器官呈现单细胞锋电位活动（spikes）及局部场电位LFP（图像由奥地利林茨约翰内斯开普勒大学提供）。
与在经GFR Matrigel包被处理的2D MEA上培养10天的D50视网膜类器官相比，人工收集30天视神经囊泡在Mesh MEA上培养10天后仍保持其结构的完整性，并发育为第1阶段视网膜类器官（图像由奥地利林茨约翰内斯开普勒大学提供）。
Mesh MEA上的视网膜类器官记录得到的锋电位和场电位结果图（图像由奥地利林茨约翰内斯开普勒大学提供）。
对PRPF31等基因变异在视网膜色素变性(RP)发病机制中作用的深入理解，最终将有助于开发更有效的治疗方案并实现早期诊断。
随着技术进步，类器官与MEA技术的协同效应有望加速RP和视网膜营养不良靶向疗法的研发进程，为这些目前无法治愈的疾病带来潜在治愈可能。
结论
视网膜类器官与Mesh MEA技术的整合为退行性视网膜疾病的认知和治疗带来了革命性突破。通过实现患者特异性疾病建模、功能分析和药物筛选，这些工具正为创新治疗策略铺平道路，有望为RP及其他视网膜营养不良患者恢复视力。
