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睡眠覚醒リズムを惹起したヒトiPS細胞由来中枢神経ネットワークの薬効評価系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K20111
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 人間医工学およびその関連分野
研究機関東北工業大学

研究代表者

鈴木 郁郎  東北工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90516311)

研究分担者 辛島 彰洋  東北工業大学, 工学部, 准教授 (40374988)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードiPS / 睡眠 / 覚醒 / アミン・コリン / 徐波 / LTD / 睡眠恒常性仮説 / MEA / ヒトiPS細胞由来ニューロン / 概日リズム / Neuromodulator / 微小電極アレイ / ヒトiPS細胞 / ニューロン / 睡眠覚醒リズム / 薬効評価
研究成果の概要

ヒトiPS細胞由来ドーパミンニューロンへの24時間周期のセロトニン投与で、同期バースト発火頻度が24時間周期で変動する自発活動リズムを惹起できることがわかった。ヒトiPS細胞由来グルタミン酸ニューロン(GABAニューロンも含む)への1Hzの電気刺激(LFS)で、電気刺激後にネットワークの結合強度が減衰するLTD様の現象が誘発されることがわかった。Neuromodulatorや電気刺激によって、ヒトiPS細胞由来ニューロンに睡眠・覚醒状態を惹起させる方法は、睡眠中の徐波のメカニズム研究や生体現象を模倣した睡眠覚醒状態依存的なin vitro薬効評価に応用することができると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Neuromodulatorや電気刺激によって、ヒトiPS細胞由来ニューロンに睡眠・覚醒状態を惹起させる本研究成果は、睡眠中の徐波のメカニズム研究や生体現象を模倣した睡眠覚醒状態依存的なin vitro薬効評価に応用することができると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Buck Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Impact of sleep-wake-associated neuromodulators and repetitive low-frequency stimulation on human iPSC-derived neurons2019

    • 著者名/発表者名
      Remi Yokoi, Miho Okabe, Naoki Matsuda, Aoi Odawara, Akihiro Karashima, Ikuro Suzuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 未定 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00554

    • 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
  • [学会発表] in vitroヒトiPS細胞由来神経ネットワークへ睡眠・覚醒リズムを惹起させる為の基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      横井れみ, 松田直毅, 辛島彰洋,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] 神経伝達物質および電気刺激は培養ヒトiPS細胞由来神経ネットワークに睡眠・覚醒様リズムを惹起する2019

    • 著者名/発表者名
      横井れみ, 松田直毅, 辛島彰洋,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 細胞由来中枢神経ネットワークに概日リズムを惹起させる為の基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      岡部美穂,石橋勇人,奥山夏輝,松田直毅,小田原あおい,辛島彰洋,鈴木郁郎
    • 学会等名
      平成30年東北地区若手研究者研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] in vitroヒトiPSC由来中枢神経ネットワークに睡眠・覚醒リズムを惹起させる為の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      岡部美穂,小田原あおい,松田直毅,辛島彰洋,鈴木郁郎
    • 学会等名
      平成29年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 培養ヒトiPS細胞由来中枢神経ネットワークに睡眠・覚醒リズムを惹起させる為の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      岡部美穂,石橋勇人,奥山夏輝,松田直毅,小田原あおい,辛島彰洋,鈴木郁郎
    • 学会等名
      第 33 回ライフサポート学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] “ヒトiPS細胞由来神経細胞の機能評価と創薬応用”,創薬のための細胞利用技術の最新動向と市場,第Ⅱ編 創薬・新薬への応用,第2章 薬剤安全性評価への応用2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木郁郎
    • 出版者
      シーエムシー・リサーチ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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