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神経回路活動に伴う分子発現・局在・動態のin vitroイメージング法の構築

Research Project

Project/Area Number 26750139
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

伊東 大輔  北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 特別研究員(PD) (10600091)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2015-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords培養神経回路網 / 同期バースト / 多電極アレイ / 蛍光イメージング
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、神経回路網で生じる活動電位のダイナミクス、特に同期バースト活動に関わる分子の発現・局在の時空間変化を明らかにすることである。このために、以下の課題を実施する。課題1:多電極アレイ上での蛍光イメージングを可能とするシステム構築、課題2:回路網長期発達過程における遺伝子・タンパクの発現・局在解析、課題3:ターゲット分子と蛍光タンパクとの融合遺伝子作製および遺伝子導入法の確立、課題4:多電極アレイ上でのライブイメージング方の確立。
平成26年度は、当初の計画通り、課題1、2、3に取り組んだ。課題1について、光学顕微鏡のステージに多電極プローブを設置し、蛍光観察環境下にて培養神経回路網からのスパイクが計測可能であるか検討を行った。シールド・アースによる最適なノイズリダクション条件について試行錯誤を行い、通常の環境下における計測結果と同等のデータを得ることが可能となった。課題2について、集団同期バーストの発生に関連する分子群の局在を明らかにするため、多電極プローブ上における免疫蛍光染色法による可視化を試みた。今年度はターゲット分子に対する抗体や再現性が保証できる実験条件の検討を行った。課題3について、リポフェクションによる初代培養神経細胞へのEGFPのmRNA導入を試みた。結果、一部の神経細胞にて蛍光ライブイメージングを行うことが可能となったが、十分な導入効率は得られなかった。また、長期的な観測・計測を行うため、蛍光タンパクの褪色を抑制することも課題として残った。
研究代表者(伊東)の海外異動に伴い、平成27年度に実施を予定していた課題を遂行できなかった。しかしながら、平成26年度に試行錯誤の上構築した実験手法およびシステムは、今後神経回路網のダイナミクスを解明するために有効であり、さらに薬効性評価系などへと発展させていくことを計画している。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Developmental Process and Synchronized Bursts in Cultured Neuronal Networks2014

    • Author(s)
      伊東大輔、郷原一寿
    • Journal Title

      Seibutsu Butsuri

      Volume: 54 Issue: 4 Pages: 210-214

    • DOI

      10.2142/biophys.54.210

    • NAID

      130004677776

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Analysis of related molecules to synchronized burst activity of rat cultured cortical networks2014

    • Author(s)
      D. Ito, K. Gohara
    • Journal Title

      Proc. MEA Meeting 2014

      Volume: 9 Pages: 143-146

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spontaneous and evoked activity in patterned multi-cluster neuronal networks2014

    • Author(s)
      M. Anisimova, K. Yokoyama, D. Ito, M. Suzuki, T. Uchida, K. Gohara
    • Journal Title

      Proc. MEA Meeting

      Volume: 9 Pages: 170-171

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 培養神経回路網における同期バースト活動に関わる分子の探索2014

    • Author(s)
      伊東大輔
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ラット培養神経回路網の同期バースト活動に関わる分子の探索2014

    • Author(s)
      伊東大輔
    • Organizer
      平成26年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      島根大学松江キャンパス(島根県松江市)
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of related molecules to synchronized bursts of rat cultured neuronal networks2014

    • Author(s)
      D. Ito
    • Organizer
      9th FENS Forum of Neuroscience
    • Place of Presentation
      Milano (Italy)
    • Year and Date
      2014-07-05 – 2014-07-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of spontaneous and evoked signal propagation in patterned neuronal networks on multi-electrode arrays2014

    • Author(s)
      M. Anisimova
    • Organizer
      9th FENS Forum of Neuroscience
    • Place of Presentation
      Milano (Italy)
    • Year and Date
      2014-07-05 – 2014-07-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Spontaneous and evoked activity in patterned multi-cluster neuronal networks2014

    • Author(s)
      M. Anisimova
    • Organizer
      9th International Meeting on Substrate-Integrated Microelectrode Arrays
    • Place of Presentation
      Reutlingen (Germany)
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of related molecules to synchronized burst activity of rat cultured cortical networks2014

    • Author(s)
      D. Ito
    • Organizer
      9th International Meeting on Substrate-Integrated Microelectrode Arrays
    • Place of Presentation
      Reutlingen (Germany)
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2016-06-01  

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