JPH0440890A - 神経細胞の培養に用いる基質 - Google Patents

神経細胞の培養に用いる基質

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JPH0440890A
JPH0440890A JP2148614A JP14861490A JPH0440890A JP H0440890 A JPH0440890 A JP H0440890A JP 2148614 A JP2148614 A JP 2148614A JP 14861490 A JP14861490 A JP 14861490A JP H0440890 A JPH0440890 A JP H0440890A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、神経細胞の分化形態の制御効果に優れた培養
基質に関するものである。
〔従来の技術] 神経細胞の培養は、神経生物学、神経薬初学等の分野か
ら脳神経化学、老年学、精神病理学等の分野に至るまで
重要な基本的技術として近年ますますその重要性が高ま
っている。神経細胞は、基質への接着依存性の大きい細
胞であり、培養を行う場合には細胞接着性蛋白質である
ラミニン、コラーゲンなどを、またはポリアミノ酸であ
るボリソジン、ポリオルニチンなどをコートした培養基
質が用いられる。このような基質を用いることにより神
経細胞は良好な神経突起を伸ばした分化形態をとる。こ
の分化を誘導するためには培地に例えばNGFのような
分化誘導因子を加えるのが通例である。分化した神経細
胞は、さらに生体内における場合と同様に情報を受けと
る樹状突起、情報を伝える軸索とに分かれた突起を持つ
細胞へと変わってゆく。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、これまでに知られている培養基質を用いて神経
細胞の培養を行うと基質表面に一様に細胞接着性蛋白質
があるため神経突起がランダムな方向に広がってしまい
前述したような分化形態を識別するのが難しく、神経の
情報伝達や神経細胞への薬物の効果等を正確に調べるこ
とが困難であった。
また、単にプラスチック基質の表面を化学的に処理して
パターンを形成する方法(特開平2−84124号公報
、特開平2−76570号公報)では、神経細胞に対し
て強い接着特異性を示すことが困難であり必ずしも効果
的な方法とは言えず、また、長期培養を行う場合にもプ
ラスチック表面の化学加工だけでは充分な効果を示しえ
ない等の問題点があった。
そこで、本発明者は、従来困難であった神経細胞の分化
形態制御を行うためには培養基質の神経細胞に対する親
和性が強く異なる部分をパターン化し形成することが必
要と考え種々検討を積重ねた結果、フォトリソグラフィ
ーの手法を応用すること及び細胞接着性蛋白質を用いる
ことにより所期の目的を達成することが可能であるとの
知見を得て、更に鋭意研究を重ねて本発明を完成するに
至ったものである。すなわち、本発明の目的とするとこ
ろは、神経細胞の分化形態の制御に優れた培養基質を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
このような目的を達成するための本発明の構成は、以下
の(1)〜(3)の技術的手段からなるものである。
(1)プラスチック基質にフォトレジストのパターンを
形成し、アンモニアプラズマ処理を行った後、グルタル
アルデヒド溶液と反応させ、次いで細胞接着性蛋白質を
コートし、最後にフォトレジストを除去することを特徴
とする神経細胞の培養基質。
(2)プラスチック基質が、ポリエーテルスルホン、ポ
リスルホン、ポリメチルペンテンまたはポリエステルで
あることを特徴とする(1)記載の神経細胞の培養基質
(3)細胞接着性蛋白質が、ラミニン、またはコラーゲ
ンであることを特徴とする(1)記載の神経細胞の培養
基質。
本発明において使用されるプラスチック基質は、フォト
レジストをコートしてパターンを形成することができる
材質であればいずれのものを用いてもよいが、フォトレ
ジスト液に含まれる溶剤に対する耐溶剤性、レジストを
乾燥する際に必要とされる熱に対する耐熱性等が必要で
ある。また細胞を培養した状態で顕微鏡観察することが
できるという観点から透明性の高いものが好ましい。こ
のようなことから、ポリエーテルスルホン、ポリスルホ
ン、ポリメチルペンテン、ポリエステル等が好ましい。
形状は、フォトレジストをコートする点、細胞を培養す
る点から、シート状、フィルム状態が好ましい。厚さは
特に限定されるものではないが、取り扱い易さから50
〜1000μm程が好適である。
フォトレジストは、半導体素子作製用に使われている高
解像度のものがすべて使用できるが、ポジ型フォトレジ
ストであるノボラック−ジアゾキノン型が使い易く、か
つ各社から多数の品種が上布されている点で好適である
が、プラスチック基質の耐溶剤性を考慮してより適切な
ものを使用すればよい。パターンの線幅は、1〜50μ
mの間が好適である。細胞が接着し安定な伸展形態をと
るには50μmの幅があれば充分である。神経突起の伸
展を見るためには最低1〜2μmの幅が必要である。こ
の線幅をもったパターンの長さは神経突起を充分伸展さ
せた形態をとらせるために100μm以上は必要である
。短かすぎては分化形態の観察が充分行えないことから
不適当である。
パターンの形状は、神経突起の伸展形態から考えて放射
状が好ましい。最適な形状パターンは、この放射状単位
を多数持つものが良好であるが、用途により考慮される
べきものであって特に限定されるものではない。フォト
レジストは、スピンナー法によりコートして、市販の露
光装置を用いて所定のパターンを形成する。非パターン
部を除去、ベーキングを行い、フォトレジストのパター
ンを形成する。各条件はレジスト種により異るためそれ
ぞれの至適条件で行う。フォトレジストのパターンを形
成したプラスチック基質にアンモニアの低温プラズマ処
理を行いプラスチック基質表面にアミノ基を導入する。
プラズマ処理の条件は、0、01 Torr程度に減圧
したチェンバー内にアンモニアガスを導入し、0.05
〜0.5 Torrの圧力にして、5〜100Wの電力
となるよう電圧を印加し、0.1〜5分処理する。13
.56MHzの高周波を用いることが望ましい。なおプ
ラズマ処理装置の機種、電極間距離、チェンバーの大き
さ等により特性が異なるため適切な条件を選んで行えば
よい。
次に、この処理基質をグルタルアルデヒド水溶液と反応
させる。濃度は、1〜10%、反応は、10〜60分、
室温で行う。この反応を終了した基質は、純水中でリン
スを数回行う。余分な水分を除いた後、細胞接着性蛋白
質溶液を基質表面に滴下し、4°Cで1〜5時間静置す
る。細胞接着性蛋白質としては神経細胞の接着性が高い
ラミニン。
コラーゲンが適当である。
ラミニンを生理的緩衝液に溶かした水溶液またはコラー
ゲンの酸性溶液を濃度1〜0.5%で使用する。この他
にも神経細胞の接着性の高い蛋白質として、N−CAM
、N−力ドヘリン、セルタック(コラボレイテイブ・リ
サーチ社)等を用いることもできる。蛋白質は、天然物
であり由来により活性が異るが、高活性のものを低濃度
で用いることが好ましい。最後にフォトレジストの除去
を行うために、エタノールまたはメタノール中に上記基
質を浸漬し、超音波洗浄を行う。1〜5回洗浄した後純
水でリンスする。このようにして調製した基質は4°C
のリン酸塩緩衝液中で安定に保存することができる。
〔発明の効果〕
本発明の基質を用いて神経細胞の培養を行うとその分化
が明瞭に制御された形態となり、容易に分化形態を識別
することができる長所がある。このことにより神経の情
報伝達や神経細胞への薬物の効果等を正確に調べること
が可能になる等神経細胞の機能の研究及び応用の面で本
発明の培養基質は非常に有用なものであり、その産業上
の利用性はきわめて大きいものである。
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1 プラスチック基質として、100μm厚の10cmX 
10 cmのフィルムを用いた。材質は、ポリエーテル
スルホン、ポリスルホン(いずれも住友ベークラフト社
製)の2種を用いた。
このプラスチック基質に、ポジ型フォトレジスト0FP
R−5000(東京応化工業社製)をスピンナー法によ
り膜厚1.5μmにコートした。露光装置N5R−15
05C;3A にコン社製)を用いて、20μm幅長さ
1000μmの放射状パターンをフォトマスクで露光し
形成した。露光時間は、150ms、現像液NWD−W
 (東京応化工業社製)で現像後洗浄、80°Cで20
分乾燥した。この基質をプラズマ装置(サムコ社製PD
10S)を用いてアンモニアプラズマ処理した。
0、 OI Torrに減圧後、アンモニアガスを導入
し、0、2 Torrで50W、2分処理した。次に2
%グルタルアルデヒド水溶液(和光純薬社製)に、30
分浸漬した。純水で3回リンスした後、余分の水を除き
、1 m g / m lのラミニン液(生理食塩水で
調製、シグマ社製)を滴下し、4°Cで3時間静置した
。また0、3%の酸性コラーゲン液を用いた場合の試料
も調製した。反応後、エタノール中に浸漬し、超音波洗
浄を3分/回で2回行った。純水で洗浄後、リン酸塩緩
衝液中に保存した。
Icm角に上記フィルムを切ったサンプル片を12ウエ
ルプレートに入れて神経細胞の培養を行った。
細胞の培養試験には交感神経細胞のモデルとして使われ
るPCI2細胞(ラット由来細胞株)を用いた。培地は
DMEM (田水製薬社製)に10%の牛胎児血清と5
%の馬血清を添加したものを用いた。2X10’個/ 
m Eの細胞濃度の液を1m!/ウェル加え、1日培養
後、血清を除きN0F(シグマ社製)50ng/m42
1度のDMEMに培地交換し、5日間培養した。いずれ
の試料の場合もPC12細胞の神経突起はラミニン、コ
ラーゲンの各パターンと同じ分化形態をとっていた。
これに対して、ラミニン、コラーゲンを用いないで同手
法により調整した基質では全く制御効果か認められなか
った。
実施例2 プラスチック基質にコロナ放電処理したポリメチルペン
テン(三井石油化学社)、ポリエステル(東し社)を用
いて、実施例1と同じくラミニン。
コラーゲンのパターンを形成した基質を調製した。
PC12細胞を用いて培養試験を行ったところ実施例1
と同様、神経突起の分化形態が制御されている事が認め
られた。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プラスチック基質にフォトレジストのパターンを
    形成し、アンモニアプラズマ処理を行つた後、グルタル
    アルデヒド溶液と反応させ、次いで細胞接着性蛋白質を
    コートし、最後にフォトレジストを除去することを特徴
    とする神経細胞の培養基質。
  2. (2)プラスチック基質が、ポリエーテルスルホン、ポ
    リスルホン、ポリメチルペンテンまたはポリエステルで
    あることを特徴とする請求項第1項記載の神経細胞の培
    養基質。
  3. (3)細胞接着性蛋白質が、ラミニン、またはコラーゲ
    ンであることを特徴とする請求項第1項記載の神経細胞
    の培養基質。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05176753A (ja) * 1991-12-26 1993-07-20 Nec Corp 細胞培養用基板とその作製方法
WO1999061653A3 (en) * 1998-05-27 2000-04-20 Syntrix Biochip Light-mediated regional analysis of biologic material
US6159681A (en) * 1997-05-28 2000-12-12 Syntrix Biochip, Inc. Light-mediated method and apparatus for the regional analysis of biologic material
JP2002542883A (ja) * 1999-04-30 2002-12-17 マサチューセッツ ジェネラル ホスピタル 微細加工した2次元鋳型を用いる血管新生組織の加工

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