在新藥研發領域，提升非臨床試驗階段的藥效與安全性評估精確度、進一步優化研發過程，已成為行業核心挑戰。近年來，為了替代新藥臨床試驗前必須進行的動物實驗，業界對利用人工智能（AI）等前沿技術，以及基于人iPS細胞分化產生的神經細胞、心肌細胞和類器官等仿生系統，開發無需動物實驗即可高精度評估化合物對人體影響的新技術正成為更優解決方案。此外，在疾病研究領域，獲取更精細的細胞數據也有望推動科研工作的開展。
此次三家公司攜手日本東北工業大學（下稱“東北工大”）新開發的高密度微電極陣列系統，可基于細胞電活動數據，在單細胞水平上比對和監測病態細胞和健康細胞的差異以及細胞對化合物的反應。具體而言，該系統通過整合索尼正在開發的高密度CMOS-MEA與SCREEN集團的細胞電活動測量技術，利用高密度排列的微電極檢測細胞外電位，并輸出圖像數據。這使得用戶能夠在觀測細胞放電的同時，精準測量與記錄細胞反應。此外，該系統還集成了在索尼和東北工大的聯合研究成果所構建的基礎框架，搭載由VitroVo專為化合物評估優化的算法，以及具備友好操作界面的數據分析應用程序。由此，細胞放電頻率等分析結果可基于電位與圖像數據實時顯示。該系統的測量與分析功能不僅能獲取比傳統微電極陣列系統更高密度的細胞活動數據，還可捕捉以往難以觀測的實驗現象。
通過本系統獲取的高密度的細胞活動數據，有望推動疾病表型研究的深入開展，提升新藥候選化合物的風險評估和藥效評估工作的效率，減少對實驗動物的依賴。由于本系統可以觀察神經細胞的活動，可應用于抑郁癥和精神分裂癥等精神疾病、肌萎縮側索硬化癥（ALS）和阿爾茨海默病等神經系統疾病的新藥研發以及腦科學的基礎研究。
為了驗證該系統及評估方法的有效性，同時推進商業化技術開發，三家公司將聯合向從事藥品開發的企業和研究機構提供本系統的試用服務。SCREEN將負責提供系統，VitroVo將圍繞細胞培養程序和定制化數據分析支持提供咨詢服務，并協助系統落地應用。同時，VitroVo還將同步啟動委托測試服務，幫助用戶驗證該系統的有效性。三方將根據試供期間收集的用戶需求，加快系統開發和市場調研，最終實現基于CMOS-MEA的系統商業化。
關于CMOS-MEA
? CMOS-MEA系統是一種可以實時觀測細胞電活動的裝置，在傳感器芯片上高密度集成了的微電極陣列（Microelectrode Array; MEA），能夠捕捉細胞活動過程中的離子流入流出產生的電位變化，經信號處理后輸出圖像數據。用戶可以通過圖像直觀查看藥物等化合物對細胞的影響以及細胞之間的信息傳遞過程。
? 索尼正在開發的CMOS-MEA通過縮小電極間距，在保持緊湊體積的前提下，實現單個芯片高密度集成約23.7萬個電極。同時，依托索尼在CMOS圖像傳感器開發過程中積累的高速A/D轉換技術和高速接口技術，本系統可以實現對大規模電極數據的同步讀取。
? 索尼和東北工大的聯合研究證實，CMOS-MEA可以突破傳統技術限制，實現基于圖像的細胞高清監測和單細胞級數據分析。
? 聯合研究還發現，本技術不僅適用于新藥研發，還有望應用于生物工程和生物醫學科學領域，展現出了在醫學、藥學等廣泛領域的應用潛力。
