| Project/Area Number |
19F18411
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Osaka University (2020)
Niigata University (2019) |
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Principal Investigator |
日比野 浩 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (70314317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
MADHURANTAKAM SASYA 大阪大学, 医歯学系, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | ダイヤモンドセンサ / 導電性ダイヤモンド / てんかん / 電気化学 / グルタミン酸センサ / 薬物動態 |
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| Outline of Research at the Start |
抗てんかん薬は、時に、脳の“局所”の神経細胞群に作用し、神経伝達物質の放出に悪影響を与えることで、行動異常や眠気を誘引する。薬効を保ったまま、この毒性を抑える投薬法が強く求められている。本研究では、針状ダイヤモンドセンサを用いた薬物計測システムに、特別研究員の技術を応用して作製する針状の神経伝達物質センサを組み合わせ、無麻酔下の動物の脳にて、薬物の濃度と神経細胞に対する作用を、同時に日単位の長期間に渡ってリアルタイム計測する「埋込型」システムを創製する。この系により、抗てんかん薬の局所値、およびその効果を、動物の脳で取得するのみならず、血中濃度と比較する。そして、最適な薬物投与方法を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
受け入れ研究者らは、二つのセンサーを搭載したマイクロセンシングシステムを開発した。このシステムは、脳内局所の抗てんかん薬などの薬物濃度と、さらに同時にその薬の効果を神経の電気活動として捉える(Nature Biomedical Engineering, 1:654-666, 2017)。しかしながら、さらなる脳神経疾患や薬物療法の理解には、脳の電気的活動のみならず、それを惹起する神経伝達物質の濃度測定も重要と考えられる。哺乳類の中枢神経系における主要な興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸は、神経活動に伴う情報の伝達に非常に重要な役割を果たしている。てんかんをはじめ、いくつかの脳神経疾患に伴って、グルタミン酸の異常な分泌増加が生じる。グルタミン酸濃度の上昇は、電気的な神経活動の増強のみならず、減衰とも相関する病態が知られている。よって本研究では、外国人特別研究員がグルタミン酸特異的な酵素であるL-グルタミン酸オキシダーゼを用いた針状グルタミン酸センサを開発した。研究員は、博士課程において酵素センサ開発の経験を持つ。そして、グルタミン酸センサと受け入れ研究者の局所薬物計測システムとの融合を試みた。本開発システムにより、脳の局所領域の薬物濃度と同時に、グルタミン酸濃度の観察が可能となり、さらなる病態理解や治療法の開発が期待される。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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