神経細胞近傍のエクソソーム動態計測を目指した微小センサーの開発

細胞から分泌されるエクソソームを計測する際には、細胞を化学的あるいは電気的に刺激し、一定時間、培養した後の培養液上清を試料として、エクソソームをイムノアッセイにより計測する。これでは、刺激からどのようなタイミングで細胞からエクソソームが分泌されているのか明らかにできない。細胞からどのようなタイミングで、どの程度のエクソソームが分泌されるか把握するためには、リアルタイムかつノンラベルの計測技術が求められる。また、細胞から分泌されるエクソソームが拡散希釈されないように、細胞の近傍で計測できるような微小センサーの設計が必要になる。細胞近傍で計測することで、時間分解能も向上する。我々は、光ファイバー表面プラズモン共鳴に着目している。これまでに、ナノメーターレベルで膜厚コントロールを可能にする革新的な無電解めっき技術を確立しており、この技術を利用して光ファイバー表面プラズモン共鳴（SPR）センサーを作製することができる。しかしながら、光ファイバーの直径はと細胞と比較して、サイズが大きすぎる。そこで、先端径 を微小化したキャピラリーに光ファイバー SPR センサーを挿入した計測技術を確立する。このセンサーをマニピュレーターでマイクロメーターレベルで操作することで、細胞近傍にセンサーを設置できるようになり、単一細胞から分泌されるエクソソームを計測できるようになる。本申請課題のセンサーでは、脱分極刺激から、どのくらいのタイミングでどれだけのエクソソームを分泌されるか計測する。それにより、近年、提唱されている“エクソソームが神経活動を調節している”といった新しい概念を理解する一助となるツールを提案する。

細胞から分泌されるエクソソームを計測する際には、細胞を化学的あるいは電気的に刺激し、一定時間、培養した後の培養液上清を試料として、エクソソームをイムノアッセイにより計測する。これでは、刺激からどのようなタイミングで細胞からエクソソームが分泌されているのか明らかにできない。細胞からどのようなタイミングで、どの程度のエクソソームが分泌されるか把握するためには、リアルタイムかつノンラベルの計測技術が求められる。また、細胞から分泌されるエクソソームが拡散希釈されないように、細胞の近傍で計測できるような微小センサーの設計が必要になる。細胞近傍で計測することで、時間分解能も向上する。我々は、光ファイバー表面プラズモン共鳴に着目している。これまでに、ナノメーターレベルで膜厚コントロールを可能にする革新的な無電解めっき技術を確立しており、この技術を利用して光ファイバー表面プラズモン共鳴（SPR）センサーを作製することができる。しかしながら、光ファイバーの直径はと細胞と比較して、サイズが大きすぎる。そこで、先端径 を微小化したキャピラリーに光ファイバー SPR センサーを挿入した計測技術を確立する。このセンサーをマニピュレーターでマイクロメーターレベルで操作することで、細胞近傍にセンサーを設置できるようになり、単一細胞から分泌されるエクソソームを計測できるようになる。本申請課題のセンサーでは、脱分極刺激から、どのくらいのタイミングでどれだけのエクソソームを分泌されるか計測する。それにより、近年、提唱されている“エクソソームが神経活動を調節している”といった新しい概念を理解する一助となるツールを提案する。