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ヒト由来ニューロンの非侵襲シナプス機能計測技術の開発とその薬効評価応用

研究課題

研究課題/領域番号 16J02472
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 生体医工学・生体材料学
研究機関東北大学

研究代表者

小田原 あおい  東北大学, 材料科学高等研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード平面微小電極アレイ / ヒトiPS細胞由来ニューロン / カーボンナノチューブ / 神経伝達物質 / 薬効評価
研究実績の概要

これまで平面微小電極アレイ(MEA)計測法を用いて、ヒトiPS細胞由来ニューロンからの活動電位を細胞外で記録し、薬剤応答の検出等を行ってきた。このMEA計測法を用いて、プレシナプス機能である神経伝達物質の放出やポストシナプス機能であるシナプス電流の情報も同時計測できれば、ヒト疾患ニューロンの機能評価や薬効評価の精度向上につながる計測技術となる。本年度は、カーボンナノチューブ平面微小電極アレイを用いたヒトiPS細胞由来ドーパミンニューロンからの活動電位とドーパミン放出の同時計測を試みた。神経ネットワークの同期的活動に伴うドーパミン放出が電気化学計測法により検出され、細胞外電位波形からスパイク成分が検出された。また、250Hz以下の低周波数に着目し、同期バースト発火の周波数解析を実施したところ、GABA受容体の阻害剤投与により、β波やHigh-γ波が増強される結果が得られ、低周波成分にシナプス後電流の成分が反映されている可能性が示唆された。ヒトiPS細胞由来ニューロンを用いたカーボンナノチューブMEA計測は、活動電位、プレシナプス機能、ポストシナプス機能を同時に評価できる可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 14件)

  • [雑誌論文] Neuroprotective efficacy of thymoquinone against amyloid beta-induced neurotoxicity in human induced pluripotent stem cell-derived cholinergic neurons2019

    • 著者名/発表者名
      Alhibshi A.H.、Odawara A.、Suzuki I.
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 17 ページ: 122-126

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2018.12.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toxicological evaluation of convulsant and anticonvulsant drugs in human induced pluripotent stem cell-derived cortical neuronal networks using an MEA system2018

    • 著者名/発表者名
      Odawara A.、Matsuda N.、Ishibashi Y.、Yokoi R.、Suzuki I.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 10416-10416

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28835-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporally coordinated spiking activity of human induced pluripotent stem cell-derived neurons co-cultured with astrocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kayama Tasuku、Suzuki Ikuro、Odawara Aoi、Sasaki Takuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 号: 1 ページ: 1028-1033

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.11.115

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of synchronized burst firing in cultured human induced pluripotent stem cell-derived neurons using a 4-step method2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda N.、Odawara A.、Katoh H.、Okuyama N.、Yokoi R.、Suzuki I.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 497 号: 2 ページ: 612-618

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.02.117

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Near-Infrared-Responsive Peptide that Targets Collagen Fibrils to Induce Cytotoxicity2016

    • 著者名/発表者名
      Honda M, Odawara A, Suzuki I, Shimada M, Yoshikawa K, Okada T
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology

      巻: 92 号: 5 ページ: 767

    • DOI

      10.1111/php.12621

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiological maturation and drug responses of human induced pluripotent stem cell-derived cortical neuronal networks in long-term culture.2016

    • 著者名/発表者名
      Odawara A, Katoh H, Matsuda N, Suzuki I
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6,26181 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/srep26181

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Pharmacological response of TRP channel in human iPS cell-derived sensory neurons using MEA system2019

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      The 7th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nano-fiber deviceを用いたヒトiPS細胞由来ニューロンのMEA計測2019

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 石橋勇人, 堀晃輔, 遠井紀江, 饗庭一博, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本安全性薬理研究会 第10回学術年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来感覚ニューロンにおけるTRPチャネルの応答評価2019

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第92回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MEA計測法を用いたヒトiPS細胞由来感覚ニューロンのTRPチャネルの応答評価2019

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第18回 日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] TRP Channel Responses in Human iPSC-Derived Sensory Neurons Using MEA System. Poster2019

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Society of Toxicology 58th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来末梢ニューロンの痛み応答評価2018

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第45回 日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 化粧品素材物質の痛み応答評価における ヒトiPS細胞由来感覚ニューロンのMEA計測法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 大西晃輔, 佐久間めぐみ, 今井教安, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会 第31回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Drug-induced pain responses in human iPSC-derived sensory neurons using MEA system2018

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Noji Shuhei, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Sciety for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来感覚ニューロンの痛み応答評価2018

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本安全性薬理研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来末梢ニューロンを用いた痛み応答評価2018

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      再生医療学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Electrophysiological Pain Responses in Cultured Human iPSC-Derived Sensory Neurons Using High-Throughput Multi-Electrode Array System2018

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Yuto Ishibashi, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Society of toxicology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEA を用いたヒト iPS 細胞由来ニューロンのてんかん様現象の誘発と抗てんかん薬作用2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本薬学会 第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 同期バースト発火を指標としたヒトiPS細胞由来ニューロンの薬効評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第16回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      仙台国際センタ(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPSC由来ドーパミンニューロンから放出されるドーパミンのリアルタイムエレクトロセンシング技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松田直毅, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第16回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      仙台国際センタ(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MEAを用いたin vitro末梢神経の痛み応答検出と解析法の構築2017

    • 著者名/発表者名
      飯田拓也, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第16回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      仙台国際センタ(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Epileptiform Activities and Drug Responses in Cultured Human iPSC-derived Neuronal Networks Using High-throughput MES System2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Michel Trujilo, Ryan Arant, Naoki Matsuda, and Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      ISSCR International Symposium
    • 発表場所
      Basel
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vitro pain responses in human iPSC-derived sensory neurons using MEA system2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Takuya Iida, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      第8回 日本安全性薬理研究会
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-02-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Pharmacological responses in cultured human induced pluripotent stem cell-derived central neuronal cells using MEA system2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Suzuki, Aoi Odawara
    • 学会等名
      第8回 日本安全性薬理研究会
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-02-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来感覚ニューロンのin vitro痛み応答計測2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 飯田拓也, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      生体医工学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来末梢ニューロンの痛み応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本毒性学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MEAを用いたヒトiPS細胞由来末梢ニューロンの痛み評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      電気学会・電子・情報システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPSC由来末梢ニューロンを用いた抗癌剤の痛み応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      ライフサポート学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MEA システムを用いたヒト iPS 細胞由来末梢ニューロンの痛み応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Pain responses in human iPSC-derived sensory neurons using MEA system2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Takuya Iida, Naoki Matsuda1 Ryan Arant, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pain responses of cultured human iPSC-derived sensory neurons using high-throughput MEA system2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Yuto Ishibashi, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Safety pharmacology society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induction of epileptiform activity and effects of anti-epilepsy drugs in cultured human induced pluripotent stem cellderived cortical neuronal networks2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      American Epilepsy Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induction of Epileptiform Activity and Effects of ANTI-EPILEPSY Drugs in Cultured Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cortical Neuronal Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Ryan Arant, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      American Epilepsy Society 2016 Annual Meeting
    • 発表場所
      Houston, Texas
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term potentiation and depression phenomena in human induced pluripotent stem cell-derived cortical neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Gong Cheng, Ryan Arant, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Neuroscience 2016 (SFN)
    • 発表場所
      San diego
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vitro pain responses of dorsal root ganglion neurons using multi-electrode arrays2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Iida, Naoki Matsuda, Aoi Odawara, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Neuroscience 2016 (SFN)
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pharmacological Responses and Functional Maturation of Human iPS Cell-Derived Cortical Neuronal Network in Long-Term Culture2016

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Ryan Arant, Gong Cheng, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Safety Pharmacology Society 2016 Annual Meeting
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来大脳皮質ネットワークの機能的成熟化と薬理応答2016

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第34回研究会(34th CHEMINAS)
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来大脳皮質ニューロンの機能的成熟化に要する培養日数の同定2016

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎.
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 3次元組織モデル構築による培養神経細胞からの非侵襲シナプス後電位計測技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      菊地毅, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 感覚情報に対するDRGニューロンの応答評価系の構築2016

    • 著者名/発表者名
      飯田拓也, 三澤大地, 松田直毅, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来ニューロンから放出される神経伝達物質の高感度リアルタ イム計測法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松田直毅, 大川徳幸, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPSC由来大脳皮質ニューロンの長期培養における機能的成熟化の評価2016

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      平成28年度 電気関連学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      東北工業大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 3次元組織モデルを用いた培養神経細胞からのシナプス後電位計測技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      菊地毅, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      平成28年度 電気関連学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      東北工業大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CNT編面微小電極アレイを用いたヒト由来ニューロンの高感度活動電位計測法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松田直毅, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      平成28年度 電気関連学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      東北工業大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MEAを用いた感覚ニューロンの化学物質および温度変化に対する電気生理学的計測2016

    • 著者名/発表者名
      飯田拓也, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      平成28年度 電気関連学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      東北工業大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Long-term potentiation and depression phenomena in human induced pluripotent stem cell-derived cortical neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Hiroki Katoh, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      MEA Meeting 2016
    • 発表場所
      Reutlingen, Germany
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induction of plasticity phenomena in human induced pluripotent stem cell-derived cortical neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Gong Cheng, Ryan Arant, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      ISSCR 2016 Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional maturation and drug responses of human induced pluripotent stem cell-derived cortical neuronal networks in long-term culture2016

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Ryan Arant, Yichen Shi, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      ISSCR 2016 Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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