プログラム化されたフィードバック刺激応答による培養神経回路網の構築・再構成

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この研究の最終目的は、神経細胞の任意のネットワークを形成し、その挙動を解明することにある。この系を実現するための最大の難関は、再現性良く細胞を制御する技術である。昨年に引き続き、下記に示す3つの実験を行った。すべての実験において、神経前駆細胞のように振舞う細胞株PC12を用いた。1)孤立集団の形成。細胞の相互作用を制御するための基本技術である。本年度は微細な鋳型を製作し、それにPolydimethylsiloxane(PDMS)を流し込んで判子を製作した。この判子を使い、数μmに薄く延ばしたPDMS(細胞非接着)をインクとして、細胞接着コート済みの培養皿にスタンプし、約50〜200μmの細胞接着領域の作成に成功した。この方法は、安価で再現性が高く、様々な培養条件下で使えるため、細胞アッセイに最適である。2)無血清培養法の開発。細胞の生存や増殖のために培地に添加する血清は、未知の成分を多量に含むため、分裂や分化の厳密な制御には向かない。そこで、血清の代わりに、数々の既知の添加物の配合を試みた。その結果、2ヶ月以上の長期に渡り、安定して培養を維持できる配合の開発に成功した。成長率や分化能も血清入りで培養したときとほぼ同等であった。(論文準備中)3)細胞の定量的な選別。突然変異、表現形のばらつき、細胞周期などのため、細胞株でも不均一である。従って実験の再現性を高めるためには、細胞を定量的に選別する必要がある。細胞の散乱光や蛍光を基準に、個々の細胞を生きたまま選別できる機械(セルソーター)を使い、さまざまな分画の細胞の性質を調べた。その結果、粒径と形が均一で、かつ生存率、分裂能、分化能が高い細胞を選別することに成功した。(論文準備中)以上の結果に基づき、任意の数の細胞集団の、生存、分裂、分化や相互作用を厳密に制御しながら、継続して観察することが可能となった。