X線マイクロサージャリシステムを用いた神経細胞ネットワーク応答に関する研究

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細胞レベルにおける放射線効果への理解を深める目的で、大気下の生きた動物細胞にX線マイクロビームを照射可能な装置と、照射効果を高精度に分析するための細胞培養チップを組み合わせたシステムを構築した.顕微鏡観察下における任意の単一細胞に対して、細胞核と同程度のサイズ(10μm)に収束させたX線を正確に照射することが可能である.また、細胞試料を、フォトリソグラフィによって作製した、一細胞を格納できるマイクロチャンバーを集積した細胞培養チップ上に培養することで、個々の照射細胞を長時間にわたって追跡し、その放射線効果を正確に評価できることを確認した,特に、神経モデル細胞であるラット副腎由来細胞であるPC12におけるマイクロビーム照射効果を調べ、神経細胞における多機能誘導因子であるインターロイキン6(IL6)が、〜10Gy照射下の細胞において、照射後24時間以内に産生されることが分かった.これにより、神経細胞集団中の一部の細胞のみが放射線照射を受けたとき、照射細胞からIL6が放出され、周囲の非照射細胞がこれを受け取ることで、二次的な放射線効果の誘導が示唆された.また、細胞培養チップ上に、細胞接着領域と非接着領域によって構成されるマイクロチャンネルパターンを作製し、神経細胞を成長させることで、任意の神経回路パターンを形成した.神経回路の一部の神経細胞にX線マイクロビーム照射した(20Gy)結果、照射30分後において、照射細胞は、ガラスキャピラリによる電気刺激においてCaイオン応答が誘起されず、照射細胞のCaイオンチャンネル機構が動作していないことを確認した.