| 研究課題/領域番号 |
17H02088
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
吉見 靖男 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (30267421)
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| 研究分担者 |
六車 仁志 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20309719)
氷見 直之 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70412161)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 分子インプリント高分子 / パーキンソン病 / モデルラット / イメージング / センサ / 脳深部電気刺激 |
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| 研究実績の概要 |
引き続きParkinson病(PD)モデルラットの脳深部電気刺激(DBS)条件の最適化を行った。黒質から線条体へのdopamine神経線維に6-Hydroxydopamine (6-OHDA)を注入してPDの症状を誘発するモデルを用いた。このモデルでは6-OHDA注入側の対側に運動障害が生じることにより、dopamine類似物質であるapomorphine注入時に回旋運動が誘発される。この回旋運動の頻度を症状の指標として、DBSの効果を検討した。同心円電極の芯にあたる陰極が1mm外周電極（陽極）から突出したテーパータイプの電極に変更したがDBS効果は確認されなかった。そこで視床下核に電極先端が到達するまでに貫通した脳組織のダメージが大きいことでDBSによる改善効果が相殺されていることを想定し、電極径0.72mm）のものから0.46mmに変更した。DBS効果は改善傾向は見られたものの有意な差はなく、次に刺激条件を連続刺激からインターバル刺激に変更した。100Hzの刺激を20発実施後0.5s休止するプロトコルでDBSを行ったところ、回旋運動の停止が確認された。
グラファイト粒子にドーパミンを鋳型としてメタクリル酸とアクリルアミドボロン酸を機能性モノマーに、ジビニルベンゼンを架橋性モノマーとしてMIPをグラフト重合し、ドーパミンとアドレナリンの応答性を比較した。MIPをグラフトしたものは、NIPをグラフトしたものに比べてドーパミンに対して高い応答性は確認されたものの、未修飾カーボンペーストほどの高い選択性は見られなかった。むしろMIPのグラフトが感度と応答性を下げている傾向が見られた。
また昨年度に続いて蛍光MIPナノ粒子を合成した。ガラスビーズに鋳型を固定する際に、密度を制限することで、高い選択性を示した。しかし神経細胞への吸着性は低く、イメージングの成功には至らなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
選択性の高いセンサが期待したとおりには得られていない。むしろMIPがグラファイト電極の選択性を下げている傾向が見られる。またドーパミン分泌イメージングの方も、選択性の高いプローブが得られたものの、神経細胞への吸着を改善するに至らず、イメージングには成功していない。
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| 今後の研究の推進方策 |
ドーパミン分泌イメージング法を成功させ、センサ穿刺部位を特定することでセンサの選択性の低さをカバーする方向で考える。ドーパミンに感受性の分子インプリント高分子のナノ粒子にアミノ基を導入し、メタクリルアミド・メタクリルグリシジル共重合体を介して神経細胞膜タンパクのアミノ基と結合させ、ナノ粒子を高密度で神経細胞に吸着させて、蛍光イメージングを成功させる。
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