神経幹細胞の膜動態を分化・誘導する為のリーバース・エンジニアリング法の開発

开发逆向工程方法来分化和诱导神经干细胞的膜动力学

基本信息

批准号：
20650045
负责人：
舘野高
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,特定の神経細胞の膜動態を得る為に,実際の細胞膜上にあるイオンチャネルや受容体の数理モデルを計算機上に構築し,細胞膜動態の特性を理解することにある.そして,ダイナミッククランプ法という手法を用いて,細胞内に電流を注入することで,架空のイオンチャネルを細胞膜上に,ノックイン,および,ノックアウトする技術を発展させた.この技術を用いて,細胞膜上に特定の細胞膜動態を作成することを興奮膜におけるリーバース・エンジニアリング(RE)法とよぶ.その為に,本研究では,in silicoにおける計算機によるシミュレーションとwetな実験系によるモデル検証を行なった.そして,どの様な生化学反応とイオンチャネルが本質的に膜動態の形成に最も重要であるかを明らかにしようとした.特に,本研究課題では,ドーパミン作動性細胞の膜動態を得るためのRE法の開発を行った.さらに,実験の効率を大幅に向上させるためにon-chip集積型デバイスの開発を行う.特に,従来の細胞のパッチクランプ法では,一回の実験において,少数(2～4)の記録用ガラス電極のみしか計測に用いることができないために,細胞集団の計測には不向きであった.そこで,本研究で開発を目指したのは,ガラス電極の先端をアレイ状に配置した平面デバイスを,微細加工技術を用いて製作することであった.そして,その細胞インターフェースとなる先端部に通じる後細流路を製作して,アレイ型パッチクランプ法の原型となるデバイスを製作した

这项研究的目的是在计算机上构建实际细胞膜上的离子通道和受体的数学模型，以获得特定神经细胞的膜动力学，并了解细胞膜动力学的特征，然后使用一种称为“细胞膜动力学”的技术。动态钳位，将电流注入到细胞中。我们开发了一种技术来敲入和敲除细胞膜上的虚拟离子通道，我们将这种技术称为可兴奋膜上的逆向工程（RE），以在细胞膜上创建特定的细胞膜动力学。研究一下，我们会参考我们使用计算机模拟和湿实验系统进行了模型验证。我们还试图阐明哪些生化反应和离子通道对于形成膜动力学本质上是最重要的，在这个研究项目中，我们开发了 RE 方法来获得膜动力学。此外，我们将开发片上集成器件，大大提高实验效率。特别是传统细胞拼凑在样品方法中，在一次实验中只能使用少量（2至4个）记录玻璃电极进行测量，这使得它不适合测量细胞群。我们的目标是使用微加工技术来制造平面装置，其中。玻璃电极的尖端排列成阵列。然后，我们创建了一个通向尖端的后部狭窄通道，该通道将用作细胞界面，我们创建了一个设备，该设备是阵列膜片钳方法的原型。