| 研究課題/領域番号 |
20H04511
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
関野 祐子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任教授 (70138866)
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| 研究分担者 |
山澤 徳志子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (00282616)
山崎 大樹 国立医薬品食品衛生研究所, 薬理部, 室長 (40467428)
木村 啓志 東海大学, マイクロ・ナノ研究開発センター, 教授 (40533625)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 培養神経細胞 / 細胞外電位記録 / 膜電位感受性色素 / ラット胎仔由来凍結神経細胞 / ヒトiPS由来神経細胞 / カルシウムイメージング / マイクロ流体デバイス / GABAｂ受容体 / 同期性神経活動イメージング / 多点電極神経活動記録 / 膜電位イメージング / マイクロ流路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
認知症では脳波のリズム周期に異常が観察される。リズム周期は神経活動後に続く同期的な過分極応答で決定されるので、これに作用する薬剤がリズム周期の正常化をもたらす可能性がある。本研究では、電気刺激と迅速な外液交換が可能な培養神経細胞用イメージングデバイスを作成して、神経活動リズム周期の形成にかかわる過分極応答を可視化して、種々の薬剤によりその伝達物質とイオンチャネルのメカニズムを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、脳波リズム形成のメカニズム研究用デバイス開発を目指して、げっ歯類およびヒトiPS細胞由来神経細胞の高密度培養を使って、同期的神経活動電位と膜電位変化または細胞内カルシウムイメージングの同時記録を行った。多点電極プローブによる細胞外電位記録で、同期的神経活動を確認した。細胞外電位記録システムとイメージングシステムを同期化して、同期的周期的な神経活動には持続的な脱分極が伴うことを示した。また、GABAb受容体阻害薬によって脱分極の発生速度が亢進し、神経活動リズム周期が乱れて緩慢になることを観察した。この技術は、同期的な神経活動電位の発生メカニズムの解明に貢献する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した、培養神経細胞を用いた細胞外電位記録と膜電位イメージングの同時記録法は、細胞外電位記録のスパイク解析では解析できない受容体メカニズムやイオンメカニズムの解明を可能にする。現在製薬企業では、多点電極プローブを用いて記録した自発発火を対象としてスパイク数やネットワークバースト数などを数値化して、医薬品の催痙攣作用をスクリーニングしているが、数値化には苦労している。膜電位変化は、スパイクとは異なり数値化が容易であため、薬物の毒性並びに薬理試験に有用な解析法である。
認知症など睡眠覚醒のリズムの乱れのある脳疾患治療薬をスクリーニングするための重要なインビトロ実験法である。
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