光照射による神経突起成長の制御と神経回路作成

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14655136
• 研究機関: 成蹊大学
• 研究代表者: 樋口 亜紺 成蹊大学, 工学部, 教授 (30189766)
• 研究分担者: 原 万里子 成蹊大学, 工学部, 助手 (30311997)
• キーワード: 神経細胞 / 神経回路 / バイオコンピューター / 光レセプター / PC12細胞 / 神経突起

研究概要

様々な波長の単色光を神経細胞に照射して、神経樹状突起の抑制並びに促進の制御を基礎的に解析した。この時、神経突起成長をビデオ撮影を行い、動的神経突起成長も計測した。さらに、可視光並びに様々な波長の単色光を神経細胞にパターン照射して神経回路網を形成することを試みた。具体的研究実績は、
1.神経樹状突起の光照射による抑制並びに伸展制御(原担当)
神経様細胞株PC12細胞(ラット副腎褐色種細胞)を細胞培養フラスコ内で増殖させた。神経突起誘発剤である神経成長因子(NGF)を神経細胞培養フラスコ内に添加した後、可視光並びに様々な波長の単色光(335〜600nm)照射下で神経突起成長を倒立型顕微鏡で観察した。この時、神経突起成長をビデオ撮影を行い、動的神経突起成長を計測した。
2.神経回路の光パターン照射法による作成(樋口担当)
神経様細胞株PC12細胞を細胞培養フラスコ内で増殖させる。光パターン照射のためのステンレス製マスクを神経細胞培養フラスコ内に挿入して、可視光並びに様々な波長の単色光(335〜600nm)を照射した。特にレーザービームを用いた光パターン照射が効果的であった。神経成長因子(NGF)を神経細胞培養フラスコ内に添加した後、可視光並びに様々な波長の単色光(335〜600nm)を光マスク下で照射して神経突起成長を倒立型顕微鏡(現有設備)で観察した。神経回路作成のための最適光マスクの検討を行った。現在、2mm幅の微細スケールまで光パターン照射法により神経回路が作成可能であった。

研究成果

• [文献書誌] A.Higuchi, H.Kitamura, K.Shishimine, S.Konishi: "Visible light is able to guide neuronal networks in a micro-patterned manner"J.Biomat.Sci., Polym.Edn.. 14(12). 1377-1388 (2003)
• [文献書誌] M.Hara, Y.Takanashi, N.Tuzuki, K.Toma, A.Higuchi: "Production of interferon-b by NB1-RGB cells cultured on peptide-lipid membranes"Cytotechnology. 42. 13-20 (2003)
• [文献書誌] A.Higuchi, Y.Takanashi, N.Tsuzuki, T.Asakura, T.Akaike: "Production of interferon-b by fibroblast cells on membranes prepared with RGD-containing peptides"J.Biomed.Mater.Res.. 65A(3). 369-378 (2003)
• [文献書誌] A.Higuchi, K.Sugiyama, B.O.Yoon, M.Sakurai, M.Hara: "Serum protein and platelet adsorption on pluronic-coated polysulfone membranes"Biomaterials. 24(19). 3235-3245 (2003)
• [文献書誌] A.Higuchi, H.Hashiba, R.Hayashi, B.O.Yoon, M.Hara: "Chemically modified polysulfone hollow fibers with zwitterionic sulfoalkylbetaine group having improved blood compatibility"ACS Symposium Series. 876. (2004)
• [文献書誌] A.Higuchi, H.Hashiba, R.Hayashi, B.-O.Yoon, M.Hara: "Serum protein and platelet adsorption on aspartic acid-immobilized polysulfone membranes"J.Biomat.Sci., Polym.Edn.. 15. (2004)