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Structural control and characterization of neural network

Research Project

Project/Area Number 16K04917
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Uno Hidetaka  名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任助教 (70749663)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 王 志宏  名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任助教 (20377980)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords神経細胞ネットワーク / プレーナーパッチクランプ / 細胞培養 / iPS細胞 / 細胞外マトリックス / 運動ニューロン / マイクロ流路 / マイクロバルブ / グリア細胞 / フォトリソグラフィ
Outline of Final Research Achievements

Neurological diseases such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) are intractable diseases whose causes are unknown and the therapeutics are restricted. To overcome these issues, it has been anticipated to develop precise analysis technology of in vitro neuronal cell network.
Pipette patch clamps can analyze state of cells precisely. But, since in vitro neuronal network is heterogeneous, it is necessary to measure many cells in the neuronal network at the same time, which is impossible with this technique. Planar patch clamp has many advantages in multipoint measurement and high throughput analysis, so attempts have been made to apply them to functional analysis of neuronal cell networks. In 2016-2019 Grant-in-Aid for Scientific Research(C), we advanced the development of neural cell network formation technology and imaging technology. As a result, we solved the problems of element technology development such as substrate fabrication, microchannel fabrication, and neuronal cell culture.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

神経細胞の特性については、ピペットパッチクランプにより精密な計測が可能となり、膨大な知識が集積されつつある。しかし、ピペットパッチクランプは多点計測が困難なため、非常にヘテロかつ自己組織能力を有する細胞集団からなる神経細胞ネットワークについては、今だ精密な特性の計測がなされた例がない。神経細胞ネットワークをピペットパッチクランプ並みの精密さで多点計測を行うことにより、ネットワークとしての特性をはじめてあきらかにすることは、ネットワークの異常として現れる、多くの神経難病の原因解明や、治療法開発大きく役立つと期待される。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] 培養型プレーナーパッチクランプを用いた神経細胞ネットワーク診断プラットフォームの開発2018

    • Author(s)
      宇理須恒雄、王志宏、宇野秀隆、栗田裕子
    • Journal Title

      バイオマテリアル-生体材料-

      Volume: 36巻3号 Pages: 208-213

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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 培養型プレーナーパッチクランプにおけるシール抵抗とシリーズ抵抗2019

    • Author(s)
      長岡靖崇,王志宏,宇野秀隆, 高田紀子,栗田裕子,宇理須恒雄
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] DEVELOPMENT OF PZT ACTUATOR ARRAY ON AN ACTIVE-MATRIX OXIDE TFTS FOR SINGLE CELL SPATIAL TRANSCRIPTOME AIMING NEURODEGENERATIVE DISEASE2019

    • Author(s)
      R. Bhardwaj, PT. Trong, S. Isigaki, H. Uno, Z-H. Wang, Y. Ukita, S. Iwabuchi, S. Hashimoto, T. Oka, K. Kawahara, G. Sobue, T. Urisu, D. Hirose, Y. Takamura
    • Organizer
      The Twenty Third International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of incubation type planar patch clamp device2019

    • Author(s)
      Y. Nagaoka, Z-H. Wang, H. Uno, T. Urisu
    • Organizer
      13th Anniversary International Symposium on Nanomedicine (ISNM2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高性能マイクロ流路バルブシステムの開発2019

    • Author(s)
      宇野秀隆、高田紀子、王志宏、近藤聖彦、浮田芳昭、高村禅、宇理須恒雄
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] The effect of ECM on the seal resistance in the neuron network channel current measurements using incubation type planar patch clamp2018

    • Author(s)
      栗田裕子、宇野秀隆、王志宏、宇理須恒雄
    • Organizer
      ナノ学会 第16回大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Influence of the neuron primary culture density on the synapse spontaneous channel current2018

    • Author(s)
      王志宏、宇野秀隆、栗田裕子、高田紀子、宇理須恒雄
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] チャンネル電流計測において、細胞外マトリックスがシール抵抗値に及ぼす影響2018

    • Author(s)
      栗田裕子、王志宏、宇野秀隆、坂内博子、李艶君、宇理須恒雄
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グレースケール露光によるマイクロ流路バルブの開発と性能評価2018

    • Author(s)
      宇野秀隆、高田紀子、王志宏、栗田裕子、近藤聖彦、浮田芳昭、高村禅、宇理須恒雄
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Neuronal Network High Throughput Screening Device2017

    • Author(s)
      宇理須恒雄 , 王志宏, 栗田裕子, 高田紀子, 鈴井光一, 宇野秀隆
    • Organizer
      BIT's 5th Annual Conference of AnalytiX-2017
    • Place of Presentation
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡)
    • Year and Date
      2017-03-22
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      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] in vitro初代培養神経細胞ネットワーク形成における インターニューロン密度制御の自然発火への影響2017

    • Author(s)
      栗田 裕子、宇野 秀隆、王 志宏、宇理須 恒雄
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Control of micropore fine structure in the incubation type planar patch clamp chips2017

    • Author(s)
      王志宏, 宇野秀隆, 栗田裕子,中尾聡, 高田紀子, 鈴井光一, 宇理須恒雄
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 培養型プレナーパッチクランプの製作と自発的シナプス電流測定への応用2017

    • Author(s)
      王志宏,宇野秀隆,栗田裕子,高田紀子,中尾聡, 上田正,浮田芳昭,高村禅,中山章弘,宇理須恒雄
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ハイスループットスクリーニング装置用神経細胞ネットワークの形成とセルケージ内細胞種の判定2016

    • Author(s)
      栗田 裕子、 宇野 秀隆、 王 志宏、 吉村 由美子、 小松 由紀夫、 宇理須 恒雄
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Micropore structure optimization of incubation type planar patch clamp chips2016

    • Author(s)
      王志宏, 宇野秀隆, 栗田裕子, 高田紀子, 中尾聡, 宇理須恒雄
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ボッシュプロセスによるプレナーパッチクランプチップの 製作及びよく制御された神経細胞ネットワーク結成2016

    • Author(s)
      王志宏, 宇野秀隆, 栗田裕子,中尾聡, 高田紀子, 青山正樹, 鈴井光一,中原康, 杉浦広峻, 長谷川貴之, 新井史人,山本英明,宇理須恒雄
    • Organizer
      ナノ学会第14回大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2016-06-14
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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