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細胞のネットワーク培養によるバイオデバイスの構築

通过细胞网络培养构建生物器件

基本信息

批准号：
15681008
负责人：
西澤松彦
金额：
$ 18.72万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

この研究は,マイクロスタンプ法による細胞のパターン培養と,電気化学的な細胞計測を組み合わせる融合研究としてスタートした。マイクロスタンプ法の改良によって,ガラス基板上に心筋細胞やPC12細胞などの興奮性細胞を単一セルレベルで配列することが出来た。得られた細胞パターンに沿った情報伝達を,共焦点蛍光顕微鏡による細胞内Ca2+イオン濃度の計測によって追跡し,単一細胞レベルネットワークにおけるギャップ結合やシナプス結合の形成と機能を確認できた。細胞パターン形状と細胞活性の対応付けにも,マイクロ電極を用いる独自の計測で成功している。また,細胞パターンをマイクロ流路チップ内に作成して,細胞パターンの局所に薬剤投与が可能であること,それによって細胞間の機能的連結の薬剤応答を精密に評価できることを示した。これらの成果により,本研究の当初の目的は達成できたといえる。さらに,研究の過程で,電気化学反応を利用して細胞の接着箇所を書き込む技術「電気化学バイオリソグラフィー」を新規に開発することが出来た。これは,細胞培養環境下で行うバイオリソグラフィーであり,異なる細胞種を順次配列してネットワーク化することが原理的には可能と期待できる。マイクロスタンプ法を含む既存の方法で作成できる細胞パターンは1種類の細胞に限られていた。電気化学バイオリソグラフィーの適用で,異種細胞間(神経細胞と筋細胞など)の機能的結合に対する薬剤応答を評価する研究ツールが作成できると期待している。

This research involves cell culture, electrochemical cell measurement, and fusion research. An improved method for the identification of cardiac muscle cells and PC12 cells on a substrate is described. The measurement of intracellular Ca2 + concentration by confocal microscopy was traced to confirm the formation of intracellular Ca2 + binding. Cell shape and cell activity were measured successfully using the electrode alone. In addition, the cell flow path is constructed in such a way that the cell flow path can be accurately evaluated. The original purpose of this study was achieved. In the process of research, the development of a new technology for electrochemical reaction using cell adhesion has been developed. In this case, the cell culture environment can be used to arrange the cell species in sequence. The method of selecting the cell type contains the existing method. The application of electrochemistry in the study of functional interaction between heterogeneous cells (neurons and muscle cells) is expected.