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2014 Fiscal Year Annual Research Report

神経調節システムin vitro再構成による迷走神経刺激作用機構の解明

Research Project

Project/Area Number 23240065
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

神保 泰彦  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20372401)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 湯ノ口 万友  鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (10094187)
佐久間 一郎  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50178597)
川合 謙介  東京医療保健大学, 医療保健学部, 教授 (70260924)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywords脳・神経 / 神経科学 / 神経工学 / 細胞・組織 / ナノバイオ
Outline of Annual Research Achievements

てんかん焦点の標的部位モデルとして海馬,その活動制御に関係する部位としてノルアドレナリン作動性ニューロンを含む青斑核,セロトニン作動性ニューロンを含む縫線核が重要な役割を果たすことを想定し,共培養系の構築を試みた.青斑核ニューロン群の培養手法確立と自発活動計測,縫線核ニューロン群の培養手法確立と自発活動計測,海馬-青斑核共培養系における神経調節作用の観測,海馬-縫線核共培養系における神経調節作用の観測の順に検討を実施した.青斑核,縫線核ニューロン群に対してそれぞれドーパミンβ水酸化酵素,トリプトファン水酸化酵素をマーカとする免疫組織化学染色を適用し,ノルアドレナリン作動性ニューロン,セロトニン作動性ニューロンの存在を確認した.
海馬培養神経回路は自発的に同期バースト活動を示すのが特徴であるが,青斑核や縫線核のニューロン群は単独では非同期的な活動を生じること,共培養系では海馬の自発活動が抑制される傾向を示すとの結果が得られた.薬理実験としてノルアドレナリンを海馬に添加した場合,基本的には活動の同期性を弱める方向に作用するが,濃度や発達段階に依存してその応答が異なる,セロトニンも活動抑制の傾向が主要であるが,やはり濃度依存性が見られるとの結果になった.さらに,神経調節系から標的組織に向かう結合だけでなく,遠心性の結合が存在して双方向の作用が生じている可能性を示す結果も得られ,迷走神経刺激作用機構理解のために考慮すべき要素であると考えられる.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Accurate connection strength estimation based on variational Bayes for detecting synaptic plasticity2015

    • Author(s)
      Isomura T., Ogawa Y., Kotani K., Jimbo Y.
    • Journal Title

      Neural. Comput.

      Volume: 27 Pages: 819-844

    • DOI

      10.1162/NECO_a_00721

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Axonal conduction slowing induced by spontaneous bursting activity in cortical neurons cultured in a microtunnel device2015

    • Author(s)
      Shimba K., Sakai K., Isomura T., Kotani K., Jimbo Y.
    • Journal Title

      Integr. Biol.

      Volume: 7 Pages: 64-72

    • DOI

      10.1039/c4ib00223g

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Population dynamics of the modified theta model: macroscopic phase reduction and bifurcation analysis link microscopic neuronal interactions to macroscopic gamma oscillation2014

    • Author(s)
      Kotani K., Yamaguchi I., Yoshida L., Jimbo Y.
    • Journal Title

      J. R. Soc. Interface

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1098/rsif.2014.0058

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ノルアドレナリンの複数添加による培養神経回路網に対する影響評価2014

    • Author(s)
      吉田塁,小谷潔,神保泰彦
    • Journal Title

      電気学会論文誌

      Volume: C134 Pages: 1414-1421

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.134.1414

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 神経細胞-オリゴデンドロサイト共培養環境下における活動伝導評価系の構築2014

    • Author(s)
      酒井洸児,榛葉健太,有松和之,小谷潔,神保泰彦
    • Journal Title

      電気学会論文誌

      Volume: C134 Pages: 1056-1063

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.134.1056

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 培養神経回路網における可塑性に対するノルアドレナリン修飾作用2014

    • Author(s)
      門倉智之助,磯村拓哉,小谷潔,神保泰彦
    • Organizer
      電気学会電子情報システム部門大会
    • Place of Presentation
      島根大学(島根県松江市)
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [Presentation] 青斑核由来培養神経回路網の活動評価2014

    • Author(s)
      吉田塁,小谷潔,神保泰彦
    • Organizer
      電気学会電子情報システム部門大会
    • Place of Presentation
      島根大学(島根県松江市)
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [Presentation] 神経新生in vitroモデルの構築と空間パターン刺激に対する応答評価2014

    • Author(s)
      田中幸美,門倉智之助,磯村拓哉,榛葉健太,小谷潔,神保泰彦
    • Organizer
      電気学会電子情報システム部門大会
    • Place of Presentation
      島根大学(島根県松江市)
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [Presentation] Axonal conduction between P19 cell-derived and primary cultured neurons in microfabricated chamber2014

    • Author(s)
      Shimba K., Sakai K., Takayama Y., Kotani K., Jimbo Y.
    • Organizer
      9th FENS Forum of Neuroscience
    • Place of Presentation
      Milan, Italy
    • Year and Date
      2014-07-05 – 2014-07-09
  • [Presentation] Norepinephrine Modulates Bursting Activity Differently During Development2014

    • Author(s)
      Yoshida L., Kotani K., Jimbo Y.
    • Organizer
      9th Int. Meet. Substrate-Integrated Microelectrode Arrays
    • Place of Presentation
      Reutlingen, Germany
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-04

URL: 

Published: 2016-06-01  

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