2023 Fiscal Year Annual Research Report
iPS細胞由来ニューロンの単一細胞解析を可能とするデバイス構築
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20H04506
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安田 隆 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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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
底面にSiN製の自立膜を有するマイクロウェルを16個×16個のアレイ状に形成し、このウェルアレイ2個を上下に重ねて単一ニューロン培養系構築用のデバイスを製作した。上層のウェル底面のSiN膜には単一ニューロン播種用の微小孔1個を、下層のウェル底面のSiN膜には直径3μmの多数の微小孔を形成した。下層のSiN膜裏面にアストロサイトを培養した後に上層と重ね、上層のSiN膜の微小孔を通じて単一ニューロンを下層のSiN膜表面に落下させることで、下層のSiN膜の両面で単一ニューロンとアストロサイトの共培養を実現した。上層のSiN膜の微小孔径を13～49μmの4種類用意し、単一ニューロン播種の成功率を比較したところ、微小孔径を13μmとすることで、播種密度の大小に依存せずに、安定して20%以上のウェル内に単一ニューロンの培養系が得られることが分かった。また、アストロサイトとの共培養14日後にシナプスを免疫染色することで、単一ニューロンが高い生理活性を有していることを確認した。
さらに、単一ニューロンの細胞外電位を計測するために、一辺60μmの正方形を一辺33μmの正方形で開口した白金黒製の微小電極をSiN自立膜上に形成し、電極開口部のみに微小孔アレイを形成した。このような電極構造を採用することで、SiN膜裏面に培養したアストロサイトを求めて単一ニューロンが電極開口部に留まり、これにより安定した電位計測が期待できる。この効果を確かめるために、SiN膜上の電極開口部に相当する箇所のみに微小孔を形成し、マイクロピペットを用いて単一ニューロンを微小孔上に播種して、その培養状態を観察した。単一ニューロンは軸索を広範囲に伸展させたものの、21日経過後も微小孔上に留まった状態を維持した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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