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，即该项目的第二年，我们进行了两点研究：通过电刺激评估轴突的频率依赖性，以及考虑染色微结构的处理。下面描述了每一项的详细信息。通过电刺激评估频率依赖性：为了阐明轴突传导调节的规则，我们对不同频率的感觉神经元的轴突进行电刺激。当使用第一年研究的方法检测轴突反应时，我们能够检测到轴突传导速度随着刺激频率的增加而降低。此外，当以特定频率刺激时，检测到传导速度降低、不活动期和传导速度恢复的重复循环。这表明轴突可以在特定的活动频率下产生信号振荡。考虑染色微结构的处理：在本研究中，我们的目的是阐明轴突形状与传导调节机制之间的关系，并且能够在测量后对轴突进行染色并评估其形态非常重要。因此，我们研究了一种对微通道内轴突进行染色的新方法。通常，染色试剂很难到达隧道内部，从而难以对内部的轴突进行染色。因此，今年，我们研究了一种在不破坏延伸到隧道中的轴突结构的情况下去除形成隧道顶部的PDMS的方法。结果表明，通过用非细胞粘附性聚合物预涂天花板材料PDMS，可以在不破坏结构的情况下去除PDMS。此外，当PDMS被移除并染色时，可以清楚地观察到通常难以看到的隧道内部的结构。

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