多電極基板上の分散培養ニューロンによる神経回路自己組織化

• 研究課題/領域番号: 00J03425
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高雄 啓三 京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 多電極基板 / 後根神経節 / 神経回路 / 温・冷受容ニューロン

研究概要

本研究では多電極基板上に神経細胞を分散培養し、環境との相互作用をフィードバックによって再導入し,神経系の適応脳が顕在化するかどうかを検討する事を目的とする。
後根神経節細胞は2週間から3週間に渡り、多電極基板上で生きており、その期間で細胞の観察が可能であった。長期観察における問題点としては細胞の移動という事が挙げられる。細胞を長期に渡って培養すると、分散培養ではしばしば細胞の移動が生じる。これは細胞の凝集によって生じる事が多い。この細胞の凝集は細胞の状態が良くない時に顕著に見られ、また培養する基板と細胞との接着具合にも大きく左右される。
今年度はこれらの問題を解決する為に以下の方法を試みた。まず最初に考えたのは、神経細胞の密度を高くする事である。培養神経細胞の密度が低ければ電極の上に存在する記録可能な細胞が得られる可能性は低くなり,それが更に凝集によって移動してしまえば記録はさらに難しくなってしまう。そのため、培養に用いる神経節の数を増やし、密度上げようとした。しかし、後根神経節を培養すると感覚神経細胞のほかにもグリア細胞と見られる非神経細胞が多く見られる。これらの細胞の存在のために神経細胞だけを高密度に培養することは難しい。そのため、最初は神経細胞の密度が非常に高い海馬を分散培養することでこの可能性について検討していった。
次に考えたのはコーティングの改善である。従来、後根神経節細胞を培養する際、コーティングにはpoly-L-lysineを用いていたが、より高い接着性を求めて様々なコーティング素材を検討した。今後、これらの結果をふまえて、更なる研究を続けていく予定である。