神経インターフェース技術に基づいたインスリン分泌制御手法の開発とデバイス化

基于神经接口技术的胰岛素分泌控制方法的开发及装置化

• 批准号: 25882056
• 负责人: 高山 祐三
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-08-30 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25882056/
• 关键词: 糖尿病; 幹細胞; 神経細胞; 微細加工

多能性幹細胞よりインスリン分泌膵b細胞を誘導する試みは糖尿病治療の重要なステップとして注目を集めているが, 幹細胞由来膵b細胞は実際の細胞と比べてグルコース応答性等の機能が劣るといった理由から, 膵b細胞のインスリン分泌を人為的に制御する手法開発が求められている。これに対して本研究の目的は自家移植を目標とした分化細胞からの神経細胞・膵b細胞の誘導手法の開発、及び神経インターフェース技術を利用した工学的アプローチにより膵b細胞のインスリン分泌を制御する手法の確立である。本年度は特に線維芽細胞より神経細胞と膵b細胞を誘導する手法の確立に注力した。これまでにウイルスベクターを用いた遺伝子導入法による線維芽細胞から目的細胞へのダイレクトリプログラミングが行われているが、この手法には遺伝子への障害リスクや効率性・再現性などに課題があった。これに対して我々は低分子化合物を用いた細胞加工技術による神経細胞・膵b細胞誘導を試みた。これまでにマウス線維芽細胞に対してエピジェネティクス状態を制御する低分子化合物を作用させ、その後神経誘導培地を用いて培養を行うことで線維芽細胞から神経細胞を誘導することを可能とした。また、同様に低分子化合物を作用させた線維芽細胞をマウス膵b細胞株と共培養することで、膵b細胞特有の遺伝子発現を上昇することを確認している。これらの結果より低分子化合物を用いた神経細胞・膵b細胞の誘導技術確立に向けて重要な基盤を築けたと考えている。また、両細胞の神経インターフェース化に向けた共培養チャンバ作製に必要な微細加工機器の購入を行い、今後の微細加工実験に向けても立上げを行うことができた。

Pluripotent stem cells よ り イ ン ス リ ン secretion Cui b cells induced す を る try み は diabetes treatment の important な ス テ ッ プ と し て attention を set め て い る が, stem cell origin Cui b cells は be interstate と の cells than べ て グ ル コ ー ス 応 の function such as a sex が substandard る と い っ た reason か ら, Youdaoplaceholder0 b cells secrete を artificial に control する techniques to develop が for められて る る る る. こ れ に し seaborne て の purpose this study は を target their transplantation と し た differentiated cells か ら の 経 cells, god Cui の induction technique の 発, b cells and び god 経 イ ン タ ー フ ェ ー ス technology を use し た engineering of ア プ ロ ー チ に よ り Cui b cells の イ ン ス リ ン secretion を suppression す る gimmick の establish で あ る. This year, the <s:1> special に line of germ cells よ, neuronal cells と膵, b cells を induction する technique was used to establish に injection force た た. こ れ ま で に ウ イ ル ス ベ ク タ ー を with い た posthumous son 伝 import method に よ る line d bud cells か ら purpose cell へ の ダ イ レ ク ト リ プ ロ グ ラ ミ ン グ が line わ れ て い る が, こ の gimmick に は posthumous son 伝 へ の handicap of リ ス ク や unseen willfulness, reproducibility な ど に subject が あ っ た. こ れ に し seaborne て I 々 は を low molecular compounds with い た cell processing technology に よ る 経 cells, god Cui b cells induced を try み た. こ れ ま で に マ ウ ス line d bud cells に し seaborne て エ ピ ジ ェ ネ テ ィ ク ス state を suppression す る low molecular compounds を さ せ, そ の after god 経 induced the petty を with い て line cultivate を う こ と で line d bud cells か ら god 経 cells induced す を る こ と を may と し た. ま た, with others in に low molecular compounds を さ せ た line d bud cells を マ ウ ス Cui b cell lines と trained す る こ と で, characteristic の Cui b cells but 伝 発 now rising を す る こ と を confirm し て い る. こ れ ら の results よ り を low molecular compounds with い た god 経 cells Cui b cells の induction technology, establish to け に て important な base plate を built け た と exam え て い る. ま た, god struck cells の 経 イ ン タ ー フ ェ ー ス is changed to け に た trained チ ャ ン バ cropping に necessary な micro machining machine の buy を い, future の microfabrication be 験 に to け て も げ on vertical line を う こ と が で き た.

项目成果

脂肪由来細胞からの神経系細胞の誘導

从脂肪源细胞诱导神经系统细胞

• 作者: 櫛笥 博子;高山 祐三;渋谷 陽一郎;中須 麻子;木田 泰之
• 通讯作者: 木田 泰之

Efficient Sequential Bayesian Inference Method for Real-time Detection and Sorting of Overlapped Neural Spikes

用于重叠神经尖峰实时检测和排序的高效顺序贝叶斯推理方法

• DOI: 10.1016/j.jneumeth.2013.06.009
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Neuroscience Methods
• 影响因子: 3
• 作者: Tatsuya Haga;Osamu Fukayama;Yuzo Takayama;Takayuki Hoshino;Kunihiko Mabuchi
• 通讯作者: Kunihiko Mabuchi

Induced Current-Pharmacological Split Stimulation System for Neuronal Networks

神经元网络的诱导电流药理分裂刺激系统

• DOI: 10.1109/tbme.2013.2281079
• 发表时间: 2014
• 期刊: IEEE Trans. BME
• 作者: Saito A.;Takayama Y.;Kotani K.;Jimbo Y.
• 通讯作者: Jimbo Y.

神経インターフェース技術に基づくインスリン分泌制御手法の開発とデバイス化

基于神经接口技术的胰岛素分泌控制方法的开发及装置化

• 作者: 高山 祐三;木田 泰之
• 通讯作者: 木田 泰之

Effects of electric field stimulation timing on calcium dynamics of cultured cardiomyocytes

电场刺激时机对培养心肌细胞钙动态的影响

• DOI: 10.1002/tee.21927
• 发表时间: 2013
• 期刊: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering
• 影响因子: 1
• 作者: Leo Miyashita;Yuzo Takayama;Tatsuya Haga;Takafumi Suzuki;Kunihiko Mabuchi
• 通讯作者: Kunihiko Mabuchi