2022 Fiscal Year Annual Research Report
神経活動リズムを形成する過分極応答解析のためのイメージングデバイス開発
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20H04511
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
関野 祐子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任教授 (70138866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山澤 徳志子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (00282616)
山崎 大樹 国立医薬品食品衛生研究所, 薬理部, 室長 (40467428)
木村 啓志 東海大学, マイクロ・ナノ研究開発センター, 教授 (40533625)
鈴木 郁郎 東北工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (90516311)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 同期性神経活動イメージング / 多点電極神経活動記録 / 膜電位感受性色素 / 膜電位イメージング / カルシウムイメージング / マイクロ流路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、齧歯類あるいはヒトiPS細胞由来神経細胞の高密度培養で観察される同期性神経活動を実験モデルとして、脳波リズムに関係する同期性神経活動の発生メカニズム解明のための薬理実験用デバイスを開発する。本研究においてはまず、神経細胞を細胞外電位記録用の多点電極システム（MED64, Alpha MED Scientific Inc. Japan）のプローブ上で培養するための培養条件を整えた。昨年度までに完成したラット胎仔由来凍結海馬神経細胞（SKYニューロン; AlzMed Inc. Japan)を用いた培養法により、培養10日目以降に観察される自発性細胞外電位をMED64によりミニターした。培養3週間以降、周期の長い同期性神経活動電位を確認したのち、膜電位感受性色素（FluoVolt F10488, Thermo Fisher Scientific Inc.）により神経細胞を染色し、MED64と接続した光学測定系（MiCAM05-C35IR; Brainvison Inc. Japan）により、細胞外電位記録と膜電位記録を同時測定した。本年度は、色素による染色法の改善と観察時の光強度の最適化を行ったところ、膜電位変化に対応する光量変化分が大きくなりS／N比が大幅に改善した。昨年は、自発発火を対象に解析を行ったが、本年度は電気刺激に応じた発火に関する膜電位変化の解析を行った。その結果、同期性活動電位は長い脱分極により発生していることを確認した。また、ヒトiPS細胞については、電極プローブ上での培養に成功し、最長４か月の活動電位記録を行った。薬理実験用デバイスについては、マイクロポンプを活用する工夫を行ったが、計測装置への電気ノイズ混入が問題となり、また流路とチューブとの接続などに困難があったことから、毛細管現象を利用した細胞外液交換システムを考案することとした。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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