Semi-vivo gel device for understanding the mechanism of neural network regeneration

用于理解神经网络再生机制的半体内凝胶装置

基本信息

批准号：
22H03951
负责人：
中路正
金额：
$ 10.9万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

２０２２年度は，semi-vivoゲル構築に向けた，脳組織からの基礎知見の集積，およびアストロサイト埋入semi-vivoゲルの構築およびその最適化を実施した。特に，埋入細胞の生存率評価，埋入神経前駆細胞の分化と神経突起伸長，アストロサイト埋入量と栄養・酸素供給との関係性を評価した。アストロサイト埋入ゲルへ埋入した神経前駆細胞の生存は，少なくとも２週間は９０％以上生存していることが明らかになった。しかしながら，使用するゲル厚が500μｍを超えると，細胞の生存率が徐々に低下することも明らかになった。これは，アストロサイト埋入量にも依存することではあるが，ゲル厚が大きいことで，内部への栄養供給および酸素供給が悪くなるためと考えられた。また，アストロサイトの埋入量に依存して埋入神経前駆細胞の生存率低下が予想されたが，1.0×10^8 cell/cm^3まで増加させても，ゲル厚が500μｍ以下であれば，神経前駆細胞の生存率低下は認められなかった。来年度は，アストロサイト埋入可能な限界量を調査しなければならないと考えている。現時点で最適と考えられた条件，1.0×10^8 cell/cm^3 のアストロサイト埋入密度，0.4％コラーゲン／0.1％ヒアルロン酸ゲルについて，力学強度を評価した結果，脳組織（中脳部分）とほぼ同等の力学強度を持っていることが分かった。これを用いて，神経前駆細胞の埋入を行った結果，３週間程度培養を継続すると，ドーパミン神経への分化および，放射状に突起伸長・ゲル内での遊走が顕著に認められた。コントロールであるアストロサイト非埋入ゲルでは全く認められなかった挙動である。本年度得られた成果は，semi-vivoゲル創出に向けて，極めて重要な結果である。次年度は，ここまでに得られた結果を踏まえ，疑似脳組織semi-vivoゲルのプロトタイプを完成させたいと考えている。

在2022财年，从脑组织中积累了用于建造半体验凝胶的基础知识，以及星形胶质细胞掩埋的半体验凝胶的构建及其优化。特别是，评估了埋入细胞的存活率，埋入神经易受的细胞的分化，神经伸出生长的分化与星形胶质细胞埋入量以及营养和氧气供应之间的关系。埋藏在星形胶质细胞中的神经易于的细胞的存活至少在至少90％的情况下存活了两个星期。但是，很明显，当使用的凝胶厚度超过500μm时，细胞的存活逐渐降低。这取决于被埋葬的星形胶质细胞的数量，但人们认为较大的凝胶厚度会使内部营养和氧气恶化。另外，预计埋入神经前体细胞的存活率预计会由于星形胶质物的埋入量而降低，但即使将其增加到1.0×10^8细胞/cm^3，凝胶厚度也是如此。为500μm或更少。我们认为，明年，我们必须调查可以填充星形胶质细胞的限额。目前被认为是最佳的条件，星形胶质细胞的1.0×10^8，0.4％胶原蛋白/0.1％透明质酸凝胶，脑组织（中脑部位））事实证明，它具有几乎相同的机制强度。通过这种情况，由于神经细胞的埋葬，持续了大约三周的培养，并且分化为多巴胺神经，并且径向突出和伸长和凝胶被识别。这种行为在控制中根本没有被视为星形胶质细胞非螺栓固定凝胶。今年获得的结果对于产生半体凝胶是极为重要的结果。在下一个财政年度，我们希望根据到目前为止获得的结果，完成伪大脑组织的半体验凝胶原型。