2015 Fiscal Year Annual Research Report
有限要素法によるびまん性軸索損傷診断のための立体共培養神経細胞の耐衝撃性評価
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25289064
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
青村 茂 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (20281248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中楯 浩康 首都大学東京, システムデザイン学部, 助教 (10514987)
但野 茂 北海道大学, その他部局等, 名誉教授 (50175444)
角田 陽 東京工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60224359)
西村 明儒 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 教授 (60283561)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | びまん性軸索損傷 / 立体共培養 / 神経細胞 / 耐衝撃性評価 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ひずみ，ひずみ速度と神経軸索損傷の定量的関係を明らかにしびまん性軸索損傷（DAI）の適切な診断方法の確立のために，培養神経細胞に対し衝撃引張ひずみ試験を行い，軸索一本単位でのひずみ/ひずみ速度に対する損傷評価を行った．
まず，頭部外傷時の脳組織変形による軸索の引張挙動を模擬可能な衝撃引張ひずみ負荷装置と，一方向への引張負荷を実現する単軸引張チャンバーを開発して軸索の損傷評価をった．通常の培養方法ではランダムな方向に伸長する軸索の方向を制御するために，フォトリソグラフィを用いてSi基板上のレジスト材で作製された微細溝型を立体的に作製し，微細溝型を用いてPDMSに転写したPDMS製微細溝上で立体培養を行い，培養神経細胞の軸索の伸長方向を制御して衝撃引張ひずみ試験を行った．PDMS製微細溝の軸索を方向制御への効果を調べるために，未加工PDMSと微細溝をもつPDMS上で神経細胞を培養した結果を比較した．未加工PDMS上では軸索がランダムな方向に伸長しているが，立体的な微細溝上での培養では，溝の長手方向に軸索の伸長方向制御が行えることがわかった．
本実験では，神経細胞やグリア細胞に分化可能であるマウス神経幹細胞を用い，分化には神経細胞用分化培地を用いた．播種密度は約50,000 cells/cm2，培養期間は3日間とした．全細胞が神経細胞に分化するのではなく，グリア細胞の一種であるアストロサイトにも分化しており，これらの共培養により脳内の環境に近づくことが可能となった．
本研究での実験条件では，ひずみ0.09，ひずみ速度0.12 /s以上で神経軸索が損傷することがわかったが，今後はさらに広範囲のひずみ/ひずみ速度の組み合わせにより，さらに網羅的に損傷評価を行う必要がある．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
