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 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19200036
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 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・工学系研究科, 教授 (50192349) ; 佐久間 一郎 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50178597)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 生体情報・計測 / 電気刺激 / 細胞

研究概要

時空間的に制御した電気刺激パターンの印加により細胞群に誘導される変化を調べた.心筋細胞に対する半日間の連続刺激により拍動リズムの引き込み現象が起こること,神経細胞に対する時空間的な刺激パターンの履歴が誘発応答に反映されることがわかった.また,幹細胞について多数の胚様体を同時刺激するマイクロデバイスを開発した.電気刺激の時空間パターンを精密に設計することにより,急性・慢性両面において生体現象を人為的に制御する可能性が示された.

研究成果

• [雑誌論文] Device for co-culture of sympathetic neurons and cardiomyocytes using micro-fabrication (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A., Nakafutami S., Tani H., Mori M., Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Miwa K., Lee J., Noshiro M., Jimbo Y.
  • 雑誌名: Lab Chip DOI:10 ページ: 1039 /C0LC00327A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ensemble recording of electrical activity in neurons derived from P19 embryonal carcinoma cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y., Saito A., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 雑誌名: Electron.Commun.Jpn. 94 ページ: 9-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Spatially-separatedco-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. 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. 6 ページ: 157-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of thin-film configuration for light-addressable stimulation electrode holdings (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzurikawa J., Kanzaki R., Nakao M., Jimbo Y., Takahashi H.
  • 雑誌名: Electron.Commun.Jpn. 94 ページ: 61-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous calcium oscillations in cultured cortical networks during development (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo.Y.
  • 雑誌名: IEEE Trans.BME 56 ページ: 2649-2956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-addressed stimulation under Ca^<2+> imaging of cultured neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzurikawa J., Nakao M., Jimbo Y., Kanzaki R., Takahashi H.
  • 雑誌名: IEEE Trans.BME 56 ページ: 2660-2665
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ensemble stimulation of embryoid bodies using substrate-embedded electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y., Saito A., Moriguchi H., Jimbo Y.
  • 雑誌名: IEEJ Trans. 4 ページ: 734-735
  • 査読あり
• [雑誌論文] MEA-based recording of neuronal activity in vitro (2007)
  • 著者名/発表者名: Jimbo Y.
  • 雑誌名: Arch.Ital.Biol. 145 ページ: 289-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-addressable electrode with hydrogenated amorphous silicon and low-conductive passivation layer for stimulation of cultured neurons (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzurikawa J., Takahashi H., Kanzaki R., Nakao M., Takayama Y., Jimbo Y.
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 90 ページ: 09390
  • 査読あり
• [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
  • 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
  • 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., Noshiro M., Jimbo Y.
  • 学会等名: 7th FENS Forum
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Evaluation of neuronal differentiation of P19EC cells after alternating current magnetic field 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
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Development of semi-separated co-culture system of sympathetic neuron and cardiomyocyte (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi A., Moriguchi H., Kotani K., Miwa K., Lee J., Noshiro M., Jimbo Y.
  • 学会等名: 31st Ann.Int.IEEE EMBS Conf.
  • 発表場所: Minneapolis
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] Developmental effects of low frequency magnetic fields on P19-derived neuronal cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Saito A., Takayama Y., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 31st Ann.Int.IEEE EMBS Conf.
  • 発表場所: Minneapolis
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] Ensemble stimulation of embryoid bodies using microfabricated ITO substrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y., Moriguchi H., Saito A., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 31st Ann.Int.IEEE EMBS Conf.
  • 発表場所: Minneapolis
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] Hierarchical oscillatory patterns observed in the spontaneous and evoked activity in cultured small recurrent networks (2008)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi H., Tamai N., Takayama Y., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 6th FENS Forum
  • 発表場所: Geneva
  • 年月日: 2008-07-12
• [学会発表] Neurons derived from P19 embryonal carcinoma cells establish functional neuronal network (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y., Saito A., Moriguchi H., Kotani K., Jimbo Y.
  • 学会等名: 6th FENS Forum
  • 発表場所: Geneva
  • 年月日: 2008-07-12
• [学会発表] Characterization of response patterns evoked by light addressed electrical stimulation in cultured neuronal network (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzurikawa J.Nakao M., Jimbo Y., Kanzaki R., Takahashi H.
  • 学会等名: 6th Int.Meet.Substrate-Integrated Microelectrodes
  • 発表場所: Reutlingen
  • 年月日: 2008-07-08
• [図書] シングルセル解析の最前線(分化誘導細胞によって形成した神経回路の電気活動)(神原,松永,植田編) (2010)
  • 著者名/発表者名: 神保, 高山
  • 総ページ数: 88-94
  • 出版者: CMC出版
• [図書] 理工系からの脳科学入門(神経回路活動の計測)(合原,神崎編) (2008)
  • 著者名/発表者名: 神保
  • 総ページ数: 147-161
  • 出版者: 東京大学出版会
• [図書] 動物実験代替のためのバイオマテリアル・デバイス(電極アレイシステムを用いる神経機能解析)(酒井,民谷編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 神保, 森口, 高山
  • 総ページ数: 31-38
  • 出版者: CMC出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://neuron.k.u-tokyo.ac.jp/