| 研究課題/領域番号 |
20H04507
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 東北工業大学 |
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研究代表者 |
鈴木 郁郎 東北工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (90516311)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | ヒト脳オルガノイド / MEA / 低周波成分解析 / 神経伝達物質 / 同時計測 / 細胞外電位計測 / 電気化学計測 / 創薬 / 脳オルガノイド / ヒトiPS細胞 / 微小電極アレイ / 電気活動 / カーボンナノチューブ / オシレーション / 薬効評価 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒト大脳皮質の３次元構造を一部再現できる「脳オルガノイド」を用いて、神経疾患患者の大脳皮質で見られるオシレーション強度の違いを指標とした薬効評価法、ヒト脳モデルのLTP試験法、および細胞外電位と神経伝達物質放出を同時検出可能な評価系の構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
脳オルガノイドの微小電極アレイ（MEA）計測において、従来のスパイク成分ではなく、500Hz以下の低周波成分に電気活動特性や化合物応答が顕著に現れることを示した。また、疾患脳オルガノイドにおいて、vivoを反映する周波数特性が検出され、禁忌薬の応答も検出された。更に、カーボンナノチューブMEAの開発と電気化学計測を同時に行えるMEAシステムを開発したことで、グルタミン酸の放出と細胞外電位を同時に検出することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
動物実験代替とヒトへの外挿性を有するヒト脳オルガノイドの機能評価法を開発し、疾患脳オルガノイドの電気活動特性および禁忌薬の応答を見出した成果は、今後の創薬開発に大きく貢献する成果である。神経伝達物質の放出と細胞外電位の同時計測法は、神経応答のメカニズムにアプローチできる新規計測法であり、学術的意義は高く、医薬品をはじめとする化合物評価において実用化が期待される。
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