パターン化した神経細胞培養技術を用いた生理活性物質のアッセイ系の開発

• 研究課題/領域番号: 08878178
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 矢野 良治 理化学研究所, 細胞内情報研究チーム, チームリーダー(研究職) (30210313)
• 研究分担者: 尾崎 美和子 理化学研究所, 細胞内情報研究チーム, 研究員 (30291058) ; 松澤 美恵子 理化学研究所, エキゾチック・ナノ材料研究チーム, 基礎特別研究員 (00291089)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1997年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 神経細胞初代培養 / 基板表面加工 / 神経栄養因子 / ミッドカイン / ラミニン / 小脳顆粒細胞

研究概要

当研究課題においては、培養基板表面加工技術の開発とそれを用いた増殖因子などの生理活性物質のアッセイシステムの開発を行い、それを用いて実際に中枢神経系において生理的な機能を持つと考えられる因子の解析を行った。
松澤は、材料加工の分野で利用されてきた基板表面の加工技術の改良を行い、顕微鏡下での神経細胞の培養とコンピューターを連動させたビデオモニタリングシステムを組み合わせ、加工した基板表面上で培養した細胞の生育と神経突起の伸長過程を経時的に観察する系を確立した。今回、このアッセイシステムを用いることにより、ヘパリン結合性成長因子ミッドカイン(MK)の小脳顆粒細胞に対する効果を調べた。これまでの研究よりMKは、細胞の生存率を3-5倍、神経突起の伸張を2倍程度増加させる効果を持つことが示されてきたが、これらの培養系においては多種類の細胞種が混在しており、特定の細胞への直接的な効果を知ることは不可能であった。今回の研究では、新しいアッセイシステムを用いることにより、神経細胞を単離した状態で培養することが出来、MKの直接的な効果を調べることが可能となった。その結果、2.5ng/mlの濃度で培地中に添加した際に、細胞の生存率が1.3倍に、神経突起の伸張が1.4倍に増幅された。しかしながら、10ng/mlもしくはそれ以上の濃度では、生存率が著しく低下した。また、この現象は、基板表面を細胞接着活性を持つラミニンペプチドで修飾した際に著しく改善された。このことは、MKの添加によって小脳神経細胞の培養基板表面に対する接着能力が変化したことを示しているものと考えられる。
以上、今回の研究では新しい培養システムを用いることにより、これまで困難であった単離した神経細胞に対する因子の直接的な効果を調べることができ、その結果、MKによる細胞接着性の調節という新たな機能を見いだすことが可能となった。