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微小孔アレイと微小電極アレイを用いた細胞共培養と細胞外電位計測

研究課題

研究課題/領域番号 16H03171
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関九州工業大学

研究代表者

安田 隆  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (80270883)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードマイクロデバイス / 半導体加工 / 微小電極 / 共培養 / 電位計測 / 神経細胞 / アストロサイト / 細胞培養 / 細胞解析
研究成果の概要

微小孔アレイを有する窒化シリコン(SiN)製の培養膜を製作し、このSiN膜の両面に神経細胞とアストロサイトをそれぞれ培養することで、微小孔アレイを通じた良好な細胞間コミュニケーションを実現し得る共培養技術を構築した。
さらに、SiN膜に微小孔アレイとともに微小電極アレイを形成し、SiN膜の電極形成面に神経細胞を、膜裏面にアストロサイトを培養して、神経細胞のネットワークが発する電気的信号を微小電極アレイにより多点で同時計測する技術を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、デバイス上でアストロサイトとの共培養を行うことで神経細胞の活性を長期に渡って維持しながら、神経細胞の電気信号を安定的に計測することが可能になった。この技術は、神経疾患の発症メカニズムの解明や神経疾患治療薬の薬効評価などに応用が可能である。特に、疾患特異的iPS細胞を利用した難治神経疾患の発症機構解明や創薬研究への貢献を期待できる。また、2種類の細胞の組み合わせを、例えば運動ニューロンと骨格筋細胞に変更すれば、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の発症メカニズムの解明や治療薬の開発に応用可能であり、本技術は様々な評価系に適用可能な発展性を有している。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] SiN多孔膜を有するマイクロウェルを用いた単一ニューロンの長期培養2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Zenmyo, Isamu Morisako, Takashi Yasuda
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 138 号: 7 ページ: 327-328

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.138.327

    • NAID

      130007386996

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2018-07-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of Neuronal Activity in a Neuron-Astrocyte Co-culture System Using a Microporous SiN Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Nakama, Takashi Yasuda
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Back-to-back Co-culture of Neurons/Astrocytes on a Microporous SiN Membrane and Multichannel Measurement of Neuronal Potential Using a Microelectrode Array2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yoshida, Takashi Yasuda
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞解析デバイスで創薬・医療に貢献する2019

    • 著者名/発表者名
      安田隆
    • 学会等名
      第42回日本バイオレオロジー学会年会・第37回バイオレオロジー・リサーチ・フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SiN製多孔膜を介した階層型共培養と微小電極アレイを用いた培養ニューロンの細胞外電位計測2019

    • 著者名/発表者名
      吉田悟志, 安田隆
    • 学会等名
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SiN多孔膜上での単一ニューロン培養を目指した細胞外マトリックスのマイクロパターニング2019

    • 著者名/発表者名
      仲摩綾香, 安田隆
    • 学会等名
      第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SiN製自立膜上に形成した微小電極アレイによる培養ニューロンの細胞外電位計測2019

    • 著者名/発表者名
      吉田悟志, 安田隆
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第39回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SiN多孔膜を介したアストロサイトとの共培養がニューロン活性に与える効果2019

    • 著者名/発表者名
      仲摩綾香, 安田隆
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第39回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 窒化シリコン多孔膜を介した単一ニューロンとアストロサイト群の共培養2019

    • 著者名/発表者名
      善明祐介, 安田隆
    • 学会等名
      細胞アッセイ研究会シンポジウム「細胞アッセイ技術の現状と将来」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 窒化シリコン多孔膜を用いたアストロサイトと単一ニューロンの共培養2018

    • 著者名/発表者名
      善明祐介, 安田隆
    • 学会等名
      第25回HAB研究機構学術年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 窒化シリコン多孔膜を介した単一ニューロンとアストロサイト群の細胞間コミュニケーションの形成2017

    • 著者名/発表者名
      善明祐介, 森迫勇, 安田隆
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 窒化シリコン多孔膜へのニューロンとアストロサイトの共培養2017

    • 著者名/発表者名
      藤津恭介, 善明祐介, 森迫勇, 安田隆
    • 学会等名
      電気学会 平成29年度E部門総合研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SiN多孔膜を用いたオータプスニューロンとアストロサイト群の長期共培養2017

    • 著者名/発表者名
      善明祐介, 森迫勇, 安田隆
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第36回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MEMS技術を利用した微量液体操作と細胞解析2017

    • 著者名/発表者名
      安田隆
    • 学会等名
      産業技術総合研究所 次世代プリンテッドエレクトロニクスコンソーシアム(JAPEC) 平成29年度第2回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SiN多孔膜を有するマイクロウェルを用いたオータプスニューロンの長期培養2017

    • 著者名/発表者名
      善明祐介, 森迫勇, 安田隆
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 真空紫外光によるSAMエッチングを利用した細胞パターニング2017

    • 著者名/発表者名
      森迫勇, 善明祐介, 安田隆
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 微小孔アレイを用いた細胞組織の局所薬剤刺激2017

    • 著者名/発表者名
      浜崎紘輝, 安田隆
    • 学会等名
      日本機械学会 第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞解析用MEMSデバイスの開発とミニマルファブへの期待2016

    • 著者名/発表者名
      安田隆
    • 学会等名
      産総研テクノブリッジフェアin九州2016(ミニマルファブエグゼクティブフェア)
    • 発表場所
      電気ビル共創館(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小孔アレイを有する窒化シリコン膜へのBack-to-back共培養2016

    • 著者名/発表者名
      藤津恭介, 森迫勇, 赤瀬唯, 河野洋幸, 廣瀬伸一, 安田隆
    • 学会等名
      第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 発表場所
      平戸文化センター(長崎県平戸市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微小孔アレイSiN膜を用いた細胞解析2016

    • 著者名/発表者名
      安田隆
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MEMS技術を利用した血液分離と細胞解析2016

    • 著者名/発表者名
      安田隆
    • 学会等名
      マルチモーダルバイオイメージセンサ研究会 平成28年度第2回研究会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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