神経細胞電気生理プラットフォーム
げっ歯類の初代脳神経細胞培養を基盤に、電気生理解析とイメージングを組み合わせ、中枢神経系（CNS）創薬に向けた機能評価とトランスレーショナル研究のデータを提供します。イオンチャネル、Gタンパク質共役型受容体（GPCR）による調節、シナプス機能の研究に対応し、測定法に応じた処理能力で小規模な化合物スクリーニングと機序研究を支援します。
細胞パッチクランプは、単一細胞の膜電位とイオン電流を直接測定するゴールドスタンダードです。生理的・病理的条件での神経興奮性、イオンチャネル機能、シナプスシグナルを定量的に解析します。管理されたin vitro標本を用い、健全で機能的に成熟した神経細胞から安定した再現性のある記録を得ることを目指します。
細胞電気生理サービス全体では、げっ歯類の初代脳神経細胞に加え、げっ歯類の後根神経節（DRG）感覚ニューロン、ドナー細胞を起点とするヒトiPSC由来神経細胞のホールセル電流固定・電位固定記録に対応します。初代脳神経細胞プラットフォームとともに、分子機構と細胞機能を結び付ける相補的なモデルとして提供します。
初代神経細胞の由来脳領域
以下のげっ歯類脳領域に由来する初代神経細胞培養に対応します。
- 海馬
- 大脳皮質
- 線条体
- 小脳
測定方法と用途
パッチクランプ
- 受動的膜特性：入力抵抗、膜容量、静止膜電位など。
- 能動的膜特性：発火閾値、活動電位振幅、発火頻度。
- チャネル研究：電位依存性・リガンド作動性イオンチャネル、GPCRによる調節。
- シナプス伝達：適切な神経細胞培養における誘発電流、自発電流、微小電流。
カルシウムイメージング
- 小規模な神経細胞サブ集団の解析。
- 活動電位に依存するカルシウムシグナルの可視化。
- 薬剤作用とネットワーク活動パターンの研究。
膜電位イメージング
- より広範囲の神経細胞集団の解析。
- 膜電位変化のリアルタイム記録。
- 薬理学的介入への応答に基づく神経細胞サブ集団の識別。
各種細胞モデルでの用途
- 特定の神経細胞集団におけるイオンチャネル・受容体の機能評価。
- 神経興奮性に対する化合物作用の電気生理学的評価。
- DRGおよびヒトiPSC由来神経細胞を用いた疾患モデリング。
- 標的検証とリード最適化を支援する機序研究。
細胞パッチクランプの実験工程
標準的な工程には、神経細胞の培養または調製、電気生理学的な安定化、高抵抗シールの形成、電流固定法または電位固定法によるホールセル記録が含まれます。単一細胞レベルの高分解能な機能解析を行います。
げっ歯類初代神経細胞、DRG感覚ニューロン、ヒトiPSC由来神経細胞を用い、トランスレーショナル神経科学とCNS創薬を支援します。実験目的に応じてアッセイを設計します。
- 電位依存性・リガンド作動性イオンチャネルの特性評価。
- 薬理学的調節下での神経興奮性評価。
- 培養神経ネットワークのシナプス電流解析。
- 研究目的に応じたプロトコルとアッセイの設計。
モデル別の機能評価
研究課題に応じて電流固定法と電位固定法のプロトコルを選定します。シナプス機能の測定には適切な神経回路の形成が必要であり、特定のサブタイプで得た結果をすべてのニューロンへ一般化することはできません。
- 初代中枢ニューロン：活動電位発火、膜特性、適切な培養条件下での自発性・微小シナプス電流。
- DRG感覚ニューロン：興奮性、発火閾値、対象とする電位依存性・リガンド作動性電流による疼痛機序・薬理研究。
- ヒトiPSC由来ニューロン：分化履歴と細胞特性を踏まえた機能成熟、群間差、化合物応答。
実験対照と結果報告
培養期間、記録対象細胞、刺激条件、化合物の曝露時間、溶媒対照、反復数を試験計画で定めます。シール抵抗、アクセス抵抗、膜電位の安定性など、プロトコルに応じた基準で記録品質を確認します。
電流・電位波形、活動電位や電流の指標、実施した場合の濃度依存性、群間比較を報告します。細胞数と独立した動物・ドナー数を区別し、反復の定義と除外基準を明示します。
