2019 Fiscal Year Annual Research Report
Structural control and characterization of neural network
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16K04917
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宇野 秀隆 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任助教 (70749663)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 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 / グリア細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー、筋委縮性側索硬化症等の神経変性疾患はいまだに原因不明、治療法も不明の難病である。理由は、患者の脳神経を存命中に採取できないという問題から創薬に必要なハイスループットスクリーニング技術がないことも大きな理由である。ハイスループットスクリーニングには多点計測に利用できる神経細胞ネットワークの形成技術が必須である。本研究では、ラット大脳皮質や海馬の神経細胞を利用し、当グループが発明したセルケージ基板上に最適な神経細胞ネットワークの形成技術を確立する。
令和元年度は、iPS細胞技術を利用し、ヒト神経細胞を用いたin vitroでの神経細胞ネットワークを形成目指し、ヒト神経細胞に適用した新たな培養及び播種方法の開発を行った。具体的には同一のiPS細胞から、大脳皮質神経細胞と運動ニューロン、グリア細胞への分化誘導技術を開発し、セルケージの内部の単一細胞を運動ニューロンとした、ヒト単一細胞ネットワークモデルを基板上にて形成させた。基板上でのiPS細胞の分化誘導は既に確立されている細胞培養皿を用いたケースと異なり困難を極めたが、細胞外マトリックスの再検証の結果、従来のPLLコーティングと比較しPEI+iMatrixのコーティングにより均一な単層培養が可能である事が判明した。低雑音の精度の高いイオンチャネル電流測定のためには、更に低密度で培養する必要がある。そこで播種方法について(A)運動ニューロン前駆細胞の直接播種法と(B) プライミングした運動ニューロンの再播種法の二通りの播種法を検討した結果、現時点でイメージング観察結果から神経軸索の成長過程においてヒト単一細胞ネットワークモデルとしてはプライミングした運動ニューロンの再播種法が最適であると判明した。今後はこれまでの確立した技術を用いて本研究の本願である筋委縮性側索硬化症(ALS)の研究に供することを目指す。
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Research Products
(3 results)
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[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)
Int'l Joint Research
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