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2009 Fiscal Year Annual Research Report

時空間精密電気刺激による細胞機能の計測と制御

Research Project

Project/Area Number 19200036
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

神保 泰彦  The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20372401)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 満渕 邦彦  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50192349)
佐久間 一郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50178597)
Keywords脳・神経 / 神経科学 / 細胞・組織 / 分子認識 / ナノバイオ
Research Abstract

平成21年度の研究実施計画として設定した2つの課題に対して、以下の成果を得た。
1.心筋・自律神経共培養系における交感神経電気刺激の効果
PDMS(poly-dimethylsiloxane)を利用して集積化電極基板上に形成した2つの細胞培養ウェルに上頸神経節(交感)細胞及び心室筋細胞を播種して培養した。両者を結ぶトンネル構造を通じて神経細胞の突起が伸長し、心室筋領域のかなり広い範囲に到達していることをsynapsin Iをマーカとする免疫染色実験により確認した。心筋領域で観察される拍動のリズムが、神経領域の電気刺激により亢進すること、交感神経支配の阻害剤の投与によりこの変化がブロックされることから、自律神経―心筋間の機能的なシナプス結合形成が確かめられた。
2.P19培養細胞系における細胞分化過程の計測と制御
細胞分化誘導を適用する胚様体形成過程において電気刺激を印加するデバイスを開発した。PDMSを用いて直径200μmのマイクロキャビティ289個を集積化し、これに胚様体を入れて電気刺激を印加した。400s間隔の電気刺激に対して細胞内Ca濃度変化が追従することを確認した。電気刺激操作を行った細胞群と、レチノイン酸による薬理操作を行った細胞群について、操作後1-4日の時点で発現する遺伝子群を解析するプロトコルを確立した。現時点で両者の差異は検出されていない状況である。

  • Research Products

    (37 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (28 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article]2010

    • Author(s)
      神保, 高山
    • Journal Title

      「シングルセル解析の最前線」分担執筆(神原,松永,植田編)(CMC出版)

      Pages: 88-94

  • [Journal Article] Spontaneous calcium oscillations in cultured cortical networks during development2009

    • Author(s)
      Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo.Y.
    • Journal Title

      IEEE Trans.BME 56

      Pages: 2649-2956

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light-addressed stimulation under Ca2+ imaging of cultured neurons2009

    • Author(s)
      Suzurikawa J., Nakao M., Jimbo Y., Kanzaki R., Takahashi H.
    • Journal Title

      IEEE Trans.BME 56

      Pages: 2660-2665

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ensemble Stimulation of Embryoid Bodies using Substrate-Embedded Electrodes2009

    • Author(s)
      Takayama Y, Saito A., Moriguchi H., Jimbo.Y.
    • Journal Title

      IEEJ Trans. 4

      Pages: 734-735

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 網膜・上丘組織共培養による視覚情報処理系のin vitro再構築2009

    • Author(s)
      廣田, 森口, 高山, 神保
    • Journal Title

      電気学会論文誌C 129

      Pages: 1923-1928

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マイクロピペット描画法を用いた培養神経細胞のパターニング2009

    • Author(s)
      後藤、高山、森口、小谷、神保
    • Journal Title

      電気学会論文誌C 129

      Pages: 1231-1236

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電気刺激/計測可能な交感神経と心筋細胞の半独立共培養系の構築2009

    • Author(s)
      武内、森口、李、野城、小谷、神保
    • Journal Title

      電気学会論文誌C 129

      Pages: 1225-1230

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 幹細胞由来培養神経回路の構築と電気活動計測2009

    • Author(s)
      高山、斎藤、森口、小谷、神保
    • Journal Title

      電気学会論文誌C 129

      Pages: 8-16

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 網膜-上丘共培養における電気活動の経時変化2010

    • Author(s)
      井上, 廣田, 森口, 高山, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] 培養心筋細胞の拍動リズムに対する電気刺激の効果2010

    • Author(s)
      谷, 武内, 森, 李, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] 小規模培養神経回路群における非シナプス性相互作用の光学的計測と時系列解析2010

    • Author(s)
      斎藤, 森口, 岩淵, 後藤, 高山, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] マイクロ構造物を用いた培養神経回路のパターン化培養2010

    • Author(s)
      伊藤, 仲二見, 武内, 齋藤, 高山, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] マイクロピペット描画法による神経細胞ネットワークの活動計測2010

    • Author(s)
      後藤, 森口, 斎藤, 高山, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] ニューロエンジニアリングの新しい展開へ向けて2010

    • Author(s)
      神保
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 培養心筋細胞の拍動リズムに対する電気刺激の効果2010

    • Author(s)
      谷, 森, 武内, 李, 小谷, 神保
    • Organizer
      医用生体電磁気学シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2010-01-23
  • [Presentation] P19細胞の神経分化能に対する低周波磁場の影響2010

    • Author(s)
      斎藤, 高山, 森口, 小谷, 神保
    • Organizer
      医用生体電磁気学シンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2010-01-23
  • [Presentation] 交感神経-心筋共培養系における電気刺激の効果2009

    • Author(s)
      武内, 谷, 小谷, 三輪, 李, 野城, 神保
    • Organizer
      第24回生体生理工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] 微細加工基板を用いた胚様体の多数同時電気刺激2009

    • Author(s)
      高山, 森口, 齋藤, 伊藤, 小谷, 神保
    • Organizer
      第24回生体生理工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] In vitroでの聴覚情報処理系計測技術の基礎研究2009

    • Author(s)
      仲二見, 高山, 森口, 小谷, 神保, 舘野
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] マウス胚性腫瘍細胞(P19細胞)由来の心筋・神経細胞の共培養に関する基礎的検討2009

    • Author(s)
      伊藤, 武内, 齋藤, 高山, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] 微小電極アレイ基板を用いた培養交感神経・心筋組織の電気活動評価2009

    • Author(s)
      谷, 武内, 三輪, 李, 野城, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] 小規模培養神経回路における周期的電気活動の計測2009

    • Author(s)
      斎藤, 森口, 高山, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] ラット海馬由来スフェロイドの形成と電気活動計測2009

    • Author(s)
      森口, 斎藤, 高山, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] Development of Semi-Separated Co-culture System of Sympathetic Neuron and Cardiomyocyte2009

    • Author(s)
      武内, 森口, 小谷, 三輪, 李, 野城, 神保
    • Organizer
      31st Ann.Int.IEEE EMBS Conf.
    • Place of Presentation
      Minneapolis, USA
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] Developmental Effects of Low Frequency Magnetic Fields on P19-Derived Neuronal Cells2009

    • Author(s)
      斎藤, 高山, 森口, 小谷, 神保
    • Organizer
      31st Ann.Int.IEEE EMBS Conf.
    • Place of Presentation
      Minneapolis, USA
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] Ensemble Stimulation of Embryoid Bodies using microfabricated ITO Substrates2009

    • Author(s)
      高山, 森口, 斎藤, 小谷, 神保
    • Organizer
      31st Ann.Int.IEEE EMBS Conf.
    • Place of Presentation
      Minneapolis, USA
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] In vitroでの聴覚情報処理系計測技術の基礎研究2009

    • Author(s)
      仲二見, 高山, 森口, 小谷, 神保, 舘野
    • Organizer
      電気学会バイオ・マイクロシステム研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] 微小電極アレイを用いた無脊椎動物由来培養神経回路の電気活動計測2009

    • Author(s)
      斎藤, 高山, 森口, 神保, 川名
    • Organizer
      電気学会バイオ・マイクロシステム研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] 網膜-上丘組織共培養による視覚情報処理系の生体外再構築2009

    • Author(s)
      廣田、森口、高山、神保
    • Organizer
      日本生体医工学会第48回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-23
  • [Presentation] 神経再生研究のためのPDMS培養チャンバーの作成2009

    • Author(s)
      高山、森口、斎藤、小谷、神保
    • Organizer
      日本生体医工学会第48回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-23
  • [Presentation] マイクロピペット描画法を用いた培養神経細胞のパターニング2009

    • Author(s)
      後藤、森口、高山、小谷、神保
    • Organizer
      日本生体医工学会第48回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-23
  • [Presentation] 交感神経支配のある培養心室筋組織の電気刺激への応答2009

    • Author(s)
      武内、森口、小谷、李、野城、神保
    • Organizer
      日本生体医工学会第48回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-23
  • [Presentation] 磁場印加が神経分化へ及ぼす影響の評価2009

    • Author(s)
      斎藤、高山、森口、小谷、神保
    • Organizer
      日本生体医工学会第48回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-23
  • [Presentation] 細胞分化制御を目的とした胚様体電気刺激基板の作成2009

    • Author(s)
      高山, 森口, 齋藤, 小谷, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-10
  • [Presentation] マイクロピペット描画法を用いた神経細胞パターニング2009

    • Author(s)
      後藤, 高山, 森口, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-10
  • [Presentation] 交感神経支配のある培養心室筋細胞の拍動リズム2009

    • Author(s)
      武内, 森口, 小谷, 李, 野城, 神保
    • Organizer
      電気学会医用・生体工学研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-04-10
  • [Remarks]

    • URL

      http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2012-10-12  

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