Exploring axon conduction modulation rule dependent on axon structure

探索依赖于轴突结构的轴突传导调制规则

基本信息

批准号：
21K19884
负责人：
榛葉健太
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

計画２年目にあたる本年度は、電気刺激による軸索の頻度依存性の評価、および染色のためのマイクロ構造物の扱いの検討、の2点について研究を実施した。以下に、それぞれの詳細を述べる。電気刺激による頻度依存性の評価：軸索の伝導調節のルールを明らかにすることを目指し、感覚神経細胞の軸索に対して様々な頻度で電気刺激を印加した。初年度に検討した方法を用いて軸索の応答を検出したところ、刺激の頻度が高いほど軸索の伝導速度が低下する様子を検出できた。さらに、特定の頻度で刺激した際には、伝導速度の低下、活動停止期、伝導速度の回復というサイクルが繰り返される様子が検出された。これは、軸索が特定の頻度の活動において、信号の振動を発生できることを示唆する。染色のためのマイクロ構造物の扱いの検討：本研究では軸索の形状と伝導調節機構の関係の解明を目指しており、計測後の軸索を染色して形態を評価できることが重要である。そこで、マイクロトンネル内に新調した軸索の染色方法を検討した。通常、トンネル内には染色の試薬が届きにくく、内部の軸索を染色することは簡単ではない。そこで、本年度はトンネル内に伸長した軸索の構造を破壊せずにトンネルの天井部分であるPDMSを取り除く方法を検討した。結果、天井の素材であるPDMSにあらかじめ細胞非接着性ポリマーをコーティングすることで、構造を破壊しないPDMSの除去が可能であることが分かった。さらに、PDMSを除外後に染色したところ、通常は難しかったトンネル内部の構造が鮮明に観察できた。

今年是计划的第二年，我们进行了两项研究：通过电刺激评估轴突的频率依赖性，并检查微结构的处理以进行染色。每个细节在下面说明。评估频率对电刺激的反应：为了阐明轴突的传导调控规则，将电刺激以各种频率应用于感觉神经元的轴突。当使用第一年检查的方法检测到轴突响应时，我们能够检测到刺激的频率越高，轴突的传导速度越低。此外，当以一定频率进行刺激时，被发现会重复传导速度，停止活动和恢复传导速度的循环。这表明轴突可以在某些活动频率下产生信号振荡。对微观结构处理进行染色的检查：本研究旨在阐明轴突形状和传导调节机制之间的关系，并且重要的是在测量后可以染色轴突以评估其形态。因此，我们研究了微管中新获得的轴突的染色方法。通常，染色试剂在隧道内很难伸入，并且内部轴突染色并不容易。因此，今年我们研究了一种去除PDM的方法，即隧道的天花板，而没有破坏已延伸到隧道的轴突的结构。结果，发现通过涂覆PDM，即以非粘附聚合物的天花板材料涂层，可以在不破坏结构的情况下去除PDM。此外，在排除PDMS后进行染色时，隧道内的结构通常很难观察到。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

微細加工を用いた軸索特性評価デバイスの開発

利用微加工开发轴突表征装置

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuta ITSUMI;Hideya FUKUSHIMA;玉谷千恵，張智翔，榛葉健太，小谷潔，神保泰彦
通讯作者：
玉谷千恵，張智翔，榛葉健太，小谷潔，神保泰彦

マスクレス露光によるマイクロトンネル構造の形成軸索の特性評価への応用

无掩模曝光形成微通道结构应用于轴突表征

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shimba Kenta;Asahina Takahiro;Sakai Koji;Kotani Kiyoshi;Jimbo Yasuhiko;玉谷千恵，張智翔，榛葉健太，小谷潔，神保泰彦;玉谷千恵，張智翔，榛葉健太，小谷潔，神保泰彦
通讯作者：
玉谷千恵，張智翔，榛葉健太，小谷潔，神保泰彦

微細構造物による軸索の活動計測と選択的な刺激方法の検討

使用微观结构测量轴突活动并研究选择性刺激方法