| Project/Area Number |
20H04506
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
YASUDA Takashi 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (80270883)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 伸一 福岡大学, 医学部, 教授 (60248515)
桂林 秀太郎 福岡大学, 薬学部, 教授 (50435145)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | マイクロデバイス / 微小孔 / 微小電極 / ニューロン / アストロサイト / 共培養 / 単一細胞解析 / 細胞外電位計測 / iPS細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
窒化シリコン製の自立膜に微小孔アレイと微小電極を形成し、膜表面にヒトiPS細胞由来の単一ニューロンを、膜裏面に多数のアストロサイトを培養する。微小孔アレイを通じた良好な細胞間相互作用により、単一ニューロンの活性を長期に渡り維持し得る共培養技術を構築する。そして、薬剤刺激に対する単一ニューロンの電気的応答を微小電極により計測する技術を構築する。本研究により、ヒトiPS細胞由来ニューロンの定量的な解析が可能になり、難治神経疾患の治療薬の開発などに貢献できる。
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| Outline of Final Research Achievements |
A SiN culture membrane having a microhole array was fabricated, and a single neuron and astrocytes were co-cultured on both sides of the membrane. This successfully maintained the physiological activity of a single neuron by cell-to-cell communication through the microhole array.
In addition, microelectrodes were formed on a SiN membrane together with a microhole array, and human iPS cell-derived neurons were cultured on the electrode-formed surface of the membrane and astrocytes were cultured on the reverse side of the membrane. The extracellular potential of neurons was successfully measured while maintaining their physiological activity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、デバイス上でヒトiPS細胞由来ニューロンを単一細胞レベルで解析する新たな方法論を導出した。疾患特異的iPS細胞由来のニューロンを本技術に適用すれば、難治神経疾患の発症機構などの新たな医学的知見の獲得や、革新的な神経疾患治療薬の開発への応用が可能となる。また、容易にこの単一ニューロン解析系を多数アレイ化することが可能であるため、薬の候補化合物から治療効果の高い化合物を探索するハイスループットな創薬スクリーニングへと発展させることができる。
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