2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17656120
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| Research Institution | Seikei University |
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Principal Investigator |
松岡 由季 成蹊大学, 工学研究科・工学研究科特別研究員 (20398712)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 亜紺 成蹊大学, 理工学部, 教授 (30189766)
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| Keywords | 神経細胞 / 神経回路 / 光 |
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| Research Abstract |
本研究では、神経の特性を示すPC12の神経突起成長、LEDライトを用いた様々な波長(455nm、470nm、525nm、600nm、630nm、880nm、945nm)の関係並びに神経突起成長(神経突起率)、神経の長さ(神経伸長率)、細胞の扁平(細胞扁平率)についてコラーゲン基板上で解析を行なった。
24穴プレート中に1.0%hi-HS含んだRPMI1640培地中でPC12細胞を培養後、培地にNGF(100ng/ml)を添加して、様々な波長を有するLEDライト照射下におけるPC12細胞の神経突起成長実験を行なった。培養基質にはECM(細胞外マトリックス)タンパク質であるコラーゲンを用いた。LEDライトの波長は光学パワーメータで測定し、スライダックによって光量を変化させた。デジタルカメラの画像よりPC12細胞の形態を撮影して、神経突起が25μm以上伸展した細胞を「伸展した細胞」と定義して、神経突起率並びに神経伸長率を測定した。また、細胞が50μm以上扁平した細胞を「扁平した細胞」と定義して、細胞扁平率を測定した。
様々な波長を有するLEDライトを用いて、様々な波長条件下における神経突起成長の経時変化を検討した。PC12細胞にLEDライト(単波長)を光照射したとき、神経突起成長は波長455nm、525nm、600nm、630nm、880nm、945nmの照射下でわずかに抑制したが、倒立型顕微鏡のフォトランプ(混合光)のようには、完全にPC12細胞の神経突起成長が抑制されなかった。さらに、光量1.0mW/cm^2、波長470nmの光照射下におけるPC12細胞の神経突起成長率は、培養36時間後において暗所下と同等であることが観察された。温度の増加は、光量1.0mW/cm^2での倒立顕微鏡のフォトランプ、あるいはLEDライトの連続光照射下において培地中で観察されなかった。それゆえ、倒立顕微鏡のフォトランプとLEDライトの光照射下において神経突起成長の抑制は、培地中の温度増加が原因ではないことが明らかとなった。光量1.8mW/cm^2、波長470nmの光照射下では、特異的に連なった形態が観察されたが、他の波長(455nm〜945nm)の光照射下では観察されなかった。したがって、特異的な波長を有する可視光がPC12細胞に影響を与えたと考察した。すなわち、光の特異的な波長に応答するPC12細胞において光のシグナル伝達が原因であると考えられる。
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