電極インターフェイスを用いる神経細胞の興奮機能制御

本研究では、神経モデル細胞を電極上で培養し、その神経細胞の興奮機能を電気化学的に制御するインターフェイスの設計指針を得ること、および神経細胞の興奮により放出されるトランスミッターを直接電気化学計測し、細胞からの情報を受信できるインターフェイス電極の設計指針を得ることを目指す。本年度は、まず細胞の電極上での培養系の確立とトランスミッター放出の電気化学計測を主に研究した。(1) 電極上での神経モデル細胞培養系の確立透明かつ導電性を有するITO電極を基板電極として用い、シリコンパームを密着させて培養チャンバーを作製した。神経細胞のモデル細胞としてPC12細胞(ラットPheochromocytoma由来)をこの基板電極上で培養できるようになり、成長因子の添加による神経細胞への分化を確認することができた。(2) PC12細胞の興奮に伴うトランスミッターの放出の電気化学計測アセチルコリン刺激に対してドーパミンを放出することがわかっているので、その電気化学検出を試みた。また細胞を電極上に接着させ、効率よくドーパミンの酸化電流を計測できるよう、電極表面への接着ペプチドの固定化を行った。

本研究では、神経モデル細胞を電極上で培養し、その神経細胞の興奮機能を電気化学的に制御するインターフェイスの設計指針を得ること、および神経細胞の興奮により放出されるトランスミッターを直接電気化学計測し、細胞からの情報を受信できるインターフェイス電極の設計指針を得ることを目指す。本年度は、まず細胞の電極上での培養系の確立とトランスミッター放出の電気化学計測を主に研究した。(1) 電極上での神経モデル細胞培養系の確立透明かつ導電性を有するITO電極を基板電極として用い、シリコンパームを密着させて培養チャンバーを作製した。神経細胞のモデル細胞としてPC12細胞(ラットPheochromocytoma由来)をこの基板電極上で培養できるようになり、成長因子の添加による神経細胞への分化を確認することができた。(2) PC12細胞の興奮に伴うトランスミッターの放出の電気化学計測アセチルコリン刺激に対してドーパミンを放出することがわかっているので、その電気化学検出を試みた。また細胞を電極上に接着させ、効率よくドーパミンの酸化電流を計測できるよう、電極表面への接着ペプチドの固定化を行った。