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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

使用程序反馈刺激响应构建和重新配置培养神经网络

基本信息

批准号：
01J83203
负责人：
大沼清
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The ultimate goal of this research is to understand the formation and dynamics of neurons. The biggest challenge for this system is the reproducibility of good cell control technology. Last year, the following records show that the implementation of the three measures The cell line PC12 was used in the treatment of cerebral infarction. 1)The formation of isolated groups. Basic technologies for controlling cellular interactions This year, we produced Polydimethylsiloxane(PDMS), a fine type of silicone. The cell adhesion domain of PDMS(cell non-adhesion) was successfully fabricated in the culture dish with a thickness of several μm and a cell adhesion domain of about 50 ~ 200μm. This method is highly reproducible and suitable for cell culture. 2)Development of serum-free culture method. Cell survival, proliferation, culture, addition of serum, unknown components, and control of cell differentiation For example, the serum generation, the number of known additives and the combination of test. The results, long-term stability and maintenance of culture for more than 2 months, and the successful development of cooperation Growth rate, differentiation ability, serum intake, etc. (Paper preparation)3) Quantitative selection of cells. Abrupt change, expression, cell cycle, cell strain heterogeneity. High reproducibility, cell quantification and selection are essential. The light of the cells is scattered, the light of the cells is selected, and the mechanical properties of the cells are adjusted. Results, particle size uniformity, survival rate, division energy, differentiation energy, cell selection success The above results show that the interaction between cell aggregation, survival, division and differentiation of arbitrary number of cells is closely controlled, and the interaction between cells and cells is possible.