時空間精密電気刺激による細胞機能の計測と制御

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19200036
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神保 泰彦 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20372401)
• 研究分担者: 満渕 邦彦 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50192349) ; 佐久間 一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50178597)
• キーワード: 脳・神経 / 神経科学 / 細胞・組織 / 分子認識 / ナノバイオ

研究概要

平成22年度の研究実施計画として設定した3つの課題に対して以下の成果を得た.
(1)心筋細胞系への電気刺激の効果
MEA(Micro-Electrode Array)基板上に構成した培養心筋系を用いて,慢性的な電気刺激の印加によりその拍動リズムを人為的に制御する可能性につき検討した.刺激時間を1分から12時間まで段階的に変化させた結果,時間に依存した拍動リズム誘導効果が得られることを確認した.交感神経細胞との共培養系では,電気刺激により誘起される交感神経細胞群の電気活動に対応した心筋拍動周期の亢進を検出した.
(2)神経回路活動における電気刺激の効果
MEA基板上に構成した大脳皮質単離培養系を用いて,異なる2点からの高頻度電気刺激印加により誘導される誘発応答特性の変化を観測・解析した.
(3)幹細胞系への電気刺激の効果
幹細胞から分化誘導された神経細胞と初代培養神経回路の結合を試みた.MEAを用いた電気活動記録により,両組織間の活動伝搬が培養期間に依存して変化することがわかった.

研究成果

• [雑誌論文] Device for co-culture of sympathetic neurons and cardiomyocytes using microfabrication (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A., Nakahutami S., Tani H., Mori M., Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Miwa K., Lee J., Noshiro M., Jimbo Y.
  • 雑誌名: Lab Chip 巻: in press(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小電極アレイを用いた上丘スライス自発活動の培養計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣田, 井上, 森口, 高山, 神保
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: 131 in press(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Spatially-Separated Co-culture System of the Sympathetic Neuron and the Cardiomyocyte (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A., Moriguchi H., Kotani K., Miwa K., Lee J., Noshiro M., Jimbo Y.
  • 雑誌名: IEEJ Trans. 巻: 6 ページ: 151-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Extremely Low Frequency Magnetic Fields on Neuronal Development of P19 Embryonal Carcinoma Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito A., Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 雑誌名: IEEJ Trans. 巻: 6 ページ: 157-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小神経回路における自発カルシウム濃度変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 斎藤, 森口, 岩淵, 後藤, 高山, 小谷, 神保
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: 131 ページ: 613-618
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小電極アレイ上のハイドロゲル膜を介した培養神経細胞の活動計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤, 森口, 高山, 斎藤, 小谷, 神保
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: 131 ページ: 29-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] 交感神経-心筋共培養系における電気刺激の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武内, 谷, 森, 森口, 小谷, 李, 野城, 神保
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: 130 ページ: 1139-1144
  • 査読あり
• [学会発表] Analysis of neuronal activity using statistical properties of Avalanche phenomena (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwabuchi S., Goto M., Saito A., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: AP-RASC10
  • 発表場所: Toyama Toyama Intetnetional conferce center
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] The time course of electrical activities in co-cultured retina and superior colliculus (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue K., Hirota S., Kotani K., Jimbo Y
  • 学会等名: BMEiCON 2010
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] Effects of electrical stimulation on cultured cadiomyocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori M., Takeuchi A., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: BMEiCON 2010
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] The measurement of neuronal-network activity using "Micropipette drawing" (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto M., Moriguchi H., Saito A., Takayama Y., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th FENS Forum
  • 発表場所: Amsterdam,Netherland
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Interaction of P19 cell-derived neuronal networks and mouse cortical networks co-cultured on micro-electrode array (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y., Moriguchi H., Saito A., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th FENS Forum
  • 発表場所: Amsterdam,Netherland
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Effects of electrical stimulation in sympathetic neuron-cardiomyocyte co-cultures (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A., Tani M., Mori M., Kotani K., Miwa K., Lee J.K., Noshiro M., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th FENS Forum
  • 発表場所: Amsterdam,Netherland
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Evaluation of neuronal differentiation of P19EC cells after alterning current magnetic fields exposure (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito A., Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th FENS Forum
  • 発表場所: Amsterdam,Netherland
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Interactions of P19 cell-derived neuronal networks and mouse cortical networks co-cultured on microelectrode array (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y., Moriguchi H., Saito A., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th Int.Meeting on Substrate-Integrated Microelectrodes
  • 発表場所: Reutlingen,Germany
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Spontaneous calcium transients in cultured cortical networks during development (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y.., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th Int.Meeting on Substrate-Integrated Microelectrodes
  • 発表場所: Reutlingen,Germany
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] The Effects of AC Magnetic Fields on Neuronal Differentiation and Network Activities of P19EC Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito A., Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th Int.Meeting on Substrate-Integrated Microelectrodes
  • 発表場所: Reutlingen,Germany
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Effects of electrical stimulation to sympathetic neuron-cadiomyocyte coculture (2010)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A., Tani M., Mori M., Moriguchi H., Kotani K., Miwa K., Lee J.K., Noshiro M., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th Int.Meeting on Substrate-Integrated Microelectrodes
  • 発表場所: Reutlingen,Germany
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Electrical and Optical Recording of Interactions between Small Neuronal Networks using Needle-Type Microelectrodes (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito A., Moriguchi H., Goto M., Saito A., Takayama Y., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th Int.Meeting on Substrate-Integrated Microelectrodes
  • 発表場所: Reutlingen,Germany
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] Recordings of electrical activity in neuronal network patterned on MEA using Micropipette drawing method (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto M., Moriguchi H., Takayama Y., Saito A., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th Int.Meeting on Substrate-Integrated Microelectrodes
  • 発表場所: Reutlingen,Germany
  • 年月日: 2010-06-29
• [備考]
  • URL: http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp