JPH0491780A - 神経線維の成長方向制御用基材およびその製法、神経線維の成長方向制御法ならびに神経線維の回路網 - Google Patents

神経線維の成長方向制御用基材およびその製法、神経線維の成長方向制御法ならびに神経線維の回路網

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JPH0491780A
JPH0491780A JP2207186A JP20718690A JPH0491780A JP H0491780 A JPH0491780 A JP H0491780A JP 2207186 A JP2207186 A JP 2207186A JP 20718690 A JP20718690 A JP 20718690A JP H0491780 A JPH0491780 A JP H0491780A
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隆 菅原
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    • C12N2535/10—Patterned coating

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、神経線維の成長方向を制御するための基材お
よびその製法、神経線維の成長方向制御方法ならびに神
経線維の回路網に関する。
〔従来の技術〕
近年、細胞工学などの急激な進歩により、培養細胞の配
列を制御しようとする試みが活発化してきている。なか
でも、ニューロコンピューターに関する関心が高まり、
神経細胞および神経線維の配列制御技術の開発が望まれ
ている。
神経細胞の接着部位を制御する技術としては、シリコン
基板上に、フォトリソグラフィー的手法によりレジスト
パターンを形成し、アルキル基を有するシランカップリ
ング剤でアルキル基を導入したのちレジストを除去し、
続いてユ級アミノ基を有するシランカップリング剤で処
理し、レジストを除去した部分にアミノ基を誘導する。
このようにしてアルキル基とアミノ基とからなる２次元
微細パターンを形成した基板上で培養した神経細胞はア
ミノ基導入部位に選択的に接着させた例、神経線維の成
長方向を制御した例としては、石英基板上にリソグラフ
ィーとイオンエツチングの手法により規則的な連続溝を
形成し、神経線維を溝に沿って成長させた例がある。
〔発明か解決しようとする課題〕
前記のような方法では神経細胞や神経線維の接着の有無
の選択性が悪く、望むような成長方向の制御をするまで
にはいたっていない。さらに、培養用基材の製造工程が
複雑であり、かつ高価となる欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、このような実情に鑑み、神経線維の成長
方向を制御する方法について鋭意研究を重ねた結果、細
胞接着性蛋白をパターン状に固定することにより、細胞
接着性蛋白質固定化部位のみに神経線維を成長させるこ
とかできることを見出し、本発明を完成するにいたった
。
すなわち、本発明は、 神経細胞接着性物質がパターン状に固定されていること
を特徴とする神経線維の成長方向制御用基材、 （１）神経細胞非接着性物質をパターン状に固定する工
程および （２）神経細胞接着性物質を、神経細胞非接着性物質が
固定されていない部位に固定する工程を経ることを特徴
とする神経線維の成長方向制御用基材の製法、 （１）神経細胞非接着性物質を基材表面に固定する工程
および（２）工程（１）でえられた基材上に神経細胞接
着性物質をパターン状に固定する工程を経ることを特徴
とする神経線維の成長方向制御用基材の製法、 （１）神経細胞接着性物質を基材表面に固定する工程お
よび（２）工程（１）でえられた基材上に神経細胞非接
着性物質をパターン状に固定する工程を経ることを特徴
とする神経線維の成長方向制御用基材の製法、 前記の神経線維の成長方向制御用基材を用いて、神経細
胞を培養し、続いて神経線維を成長させることを特徴と
する神経線維の成長方向制御法、ならびに 神経線維の成長方向を制御することにより形成した神経
線維の回路網 に関する。
〔実施例〕
本発明の神経線維の成長方向制御用基材は、神経細胞接
着性物質が望むべきパターン状に、本発明の神経線維の
成長方向制御用基材となる材料の表面に固定されたもの
である。
基材となる材料としては、各種プラスチック、ガラス、
金属などが利用できるが、神経細胞接着性物質および神
経細胞非接着性物質が、後述する方法により、安定的に
固定化できる点で、プラスチック製の培養用器か好まし
い。
次に、神経線維の成長方向制御用基材の製造方法につい
て述べる。
まず、神経細胞非接着性物質とビスアジド化合物との混
合物を基材上にコーティングする。
所望のパターンを有するマスクをこの上に設置し紫外線
を照射する。洗浄により現像し、非露光部の上記混合物
を除去する。次に、神経細胞接着性物質を加えて非露光
部に吸着させる。洗浄により、非吸着の神経細胞接着性
物質を除去する。
前記神経細胞非接着性物質としては、非イオン性の親水
性物質が望ましく、たとえばポリジメチルアクリルアミ
ドなどの合成高分子か利用できる。
前記神経細胞接着性物質としては、コラーゲン、ラミニ
ン、フィブロネクチンなどの細胞接着性蛋白、ポリリジ
ン、ポリアルギニンなどの塩基性ペプチド、またはポリ
エチレンイミンなどの塩基性合成高分子などがある。細
胞への影響の点で、生体組織の構成物質である細胞接着
性蛋白が好ましい。なかでも、固定化か容易な点で、コ
ラーゲンかさらに好ましい。
また、神経細胞接着性物質とビスアジド化合物との混合
物を基材表面にコーティングしたのち、神経線維を成長
させたい部位のみを紫外線で照射し、その部位のみに神
経細胞接着性物質を固定させることもできるか、この際
、神経細胞接着性物質か固定されていない部位には、前
記のような神経細胞非接着性物質を固定させておくこと
か望ましい。
次に、本発明の神経線維の成長方向制御法について述べ
る。
前記のようにして製造された本発明の神経線維の成長方
向制御周基村上に神経細胞を播種し、適切な培地を用い
て培養すると、神経細胞は神経細胞接着性物質が固定さ
れた部位のみに接着する。好ましくは接着１日後にここ
に神経線維成長因子（ＮＧＰ）を加えて、さらに３〜２
０日間、好ましくは７〜１４日間培養し続けると、神経
線維は神経細胞接着性物質が固定された部位のみに成長
し、その結果神経線維の回路網かえられる。ここで用い
られる培地としては、たとえば５％の馬胎児血清および
１０％の牛脂児血２Ｎを含むＤ）ＩＢＭ　（ダルベツコ
変形イーグル培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ　Ｍｏｄｉｆ
ｉｅｄ　Ｅａｇｌｅ’ｓ　Ｍｅｄｊｕｍ））があげられ
る。
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するか
、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１ ９５部のポリＮ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド（分子量
約１０万、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミドのラジカル
重合により調製、以下ＰＤＭＡＡという）に対して、５
部のビスアジド化合物である４、４“−ジアジドスチル
ベンー２．２−ジスルホン酸ソーダを混合したものをメ
タノールに溶かし、０，１重量％溶液とした。
この溶液を、ポリスチレンシャーレ上に展開したのち風
乾し、厚さ数百ｎ１１１の薄膜を形成した。
この上に、開孔部と非開孔部とを有するフォトマスクを
セットし、高圧水銀灯を用いて、約３０秒間パターン露
光（約６００ｍＪ　／ｃ４）　した。なお、第１図はフ
ォトマスクを示す平面図である。
メタノール、水で充分に洗浄して現像し、非露光部の前
記混合物を除去した。これによって、ポリスチレンシャ
ーレ上に、フォトマスクのパターンとおり（開孔部）に
、ＰＤＭＡＡが固定された。
続いて、Ｉ型コラーゲン（新田ゼラチン社製）をリン酸
緩衝液ｐＨ７，４に溶かした溶液を加え、３７℃で１時
間放置した。充分に水洗し、ＰＤＭＡＡ固定化部位上の
コラーゲンを除去した。
これによって、Ｉ型コラーゲンとＰＤＭＡＡからなる、
フォトマスクどおりのパターンか形成された。
このようにして、ＰＤＭＡＡとコラ−ケンとからなるパ
ターンを形成したシャーレ上に、ラット副腎髄質細胞（
ＰＣｌ３）　（大阪大学蛋白質研究所、御子柴克彦先生
より提供を受けた）を播種し、５％の馬胎児血清および
１０％の牛胎児血清を含むＤＭＥＭ　（ダルベツコ変形
イーグル培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ　Ｍｏｄｉｒｊｅ
ｄ　Ｅａｇｌｅ’ｓ　Ｍｅｄｉｕｍ））を培地とし、３
７℃のＣＯ２インキュヘーター内で培養した。１日後に
神経線維成長因子（ＮＧＦ）を加えてさらに１週間培養
を続け、神経線維を成長させた。
培養１日後に、神経細胞（ＰＣｌ３＞はコラ−ケン線維
固定化部位のみに接着し、ＮＧＦ添加後、神経線維がや
はりコラーゲン線維固定化部位のみに成長し、神経線維
の回路網か形成された。えられた神経線維の回路網の電
子顕微鏡写真を第２図に示す。第２図かられかるように
、神経細胞から成長した神経線維は相互にからみ合い、
パターンどおりの神経線維の回路網か形成されている。
〔発明の効果〕
本発明の神経線維の成長方向制御用基材は、神経細胞お
よび成長する神経線維の付着の有無の選択性か良く、従
来の方法と同様にして神経細胞の培養および神経線維の
成長を行なうことにより、容易に精度の高い神経線維の
成長方向制御を実現することができる。また、本発明の
方法により、前記神経線維の成長方向制御用基材を製造
する二とかできる。本発明は、神経伝達機構の解明に大
きく貢献するものであり、ニューロコンピューターやス
イッチング素子などの開発につながるものである。また
、切断した神経を再結合させるような医用材料にも応用
できるものである。
【図面の簡単な説明】 第１図は、フォトマスクを示す平面図である。 第２図は、神経細胞および形成された神経線維回路網の
電子顕微鏡写真である。 才　］　１ 回許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　神経細胞接着性物質がパターン状に固定されている
    ことを特徴とする神経線維の成長方向制御用基材。 ２　神経細胞非接着性物質がパターン状に固定されてお
    り、神経細胞接着性物質が、神経細胞非接着性物質が固
    定されていない部位に固定されていることを特徴とする
    請求項１記載の神経線維の成長方向制御用基材。 ３　神経細胞非接着性物質および／または神経細胞接着
    性物質が、アジド化合物の光反応により基材表面に結合
    されてなることを特徴とする請求項２記載の神経線維の
    成長方向制御用基材。 ４　（１）神経細胞非接着性物質をパターン状に固定す
    る工程および （２）神経細胞接着性物質を、神経細胞非接着性物質が
    固定されていない部位に固定する工程 を経ることを特徴とする神経線維の成長方向制御用基材
    の製法。 ５　（１）神経細胞非接着性物質を基材表面に固定する
    工程および （２）工程（１）でえられた基材上に神経細胞接着性物
    質をパターン状に固定する工程 を経ることを特徴とする神経線維の成長方向制御用基材
    の製法。 ６　（１）神経細胞接着性物質を基材表面に固定する工
    程および （２）工程（１）でえられた基材上に神経細胞非接着性
    物質をパターン状に固定する工程を経ることを特徴とす
    る神経線維の成長方向制御用基材の製法。 ７　神経細胞非接着性物質および／または神経細胞接着
    性物質が、アジド化合物の光反応により基材表面に結合
    されることを特徴とする請求項４、５または６記載の神
    経線維の成長方向制御用基材の製法。 ８　請求項１記載の神経線維の成長方向制御用基材を用
    いて、神経細胞を培養し、続いて神経線維を成長させる
    ことを特徴とする神経線維の成長方向制御法。 ９　神経線維の成長方向を制御することにより形成した
    神経線維の回路網。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006006281A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyo Univ 細胞固定化基板ならびに細胞固定化方法
JP2013031424A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Qinghua Univ 培養用基体の使用方法
US8828725B2 (en) 2011-08-01 2014-09-09 Tsinghua University Culture medium

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2381535A (en) * 2001-10-30 2003-05-07 Qinetiq Ltd Device for forming a cellular network
US7402319B2 (en) * 2002-09-27 2008-07-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Cell-free tissue replacement for tissue engineering
WO2015054677A1 (en) 2013-10-12 2015-04-16 Innovative Surface Technologies, Inc. Tissue scaffolds for electrically excitable cells
WO2020013270A1 (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 学校法人東北工業大学 計測方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4554237A (en) * 1981-12-25 1985-11-19 Hitach, Ltd. Photosensitive resin composition and method for forming fine patterns with said composition
DE3337315A1 (de) * 1982-10-13 1984-04-19 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa Zweifach-lichtempfindliche zusammensetzungen und verfahren zur erzeugung bildmustergemaesser photoresistschichten
JPS59231531A (ja) * 1983-06-13 1984-12-26 Agency Of Ind Science & Technol 感光性高分子材料
US4996123A (en) * 1986-07-11 1991-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optically oriented photoresist pattern forming method using organic crystal in photoresist layer with specified refracting indices formula
US4830953A (en) * 1986-08-18 1989-05-16 Ciba-Geigy Corporation Radiation-sensitive coating composition with polyazide and polyimide and process of photo-crosslinking the coating
US4775730A (en) * 1987-03-23 1988-10-04 Hoechst Celanese Corporation Copolymers of p-acetoxystyrene with any of certain polyunsaturated compounds

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006006281A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyo Univ 細胞固定化基板ならびに細胞固定化方法
JP2013031424A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Qinghua Univ 培養用基体の使用方法
US8796024B2 (en) 2011-08-01 2014-08-05 Tsinghua University Method for culturing neural cells using culture medium comprising carbon nanotube wires
US8828725B2 (en) 2011-08-01 2014-09-09 Tsinghua University Culture medium
US9433703B2 (en) 2011-08-01 2016-09-06 Tsinghua University Neural graft

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