電気的に調節可能なインジウムスズ酸化物（ITO）表面で培養された神経幹/前駆細胞の分化の成功

神経細胞の分化を制御し、開発された神経突起を標的に導くために、電気荷電特性、厚さ、剛性の変調の能力により、高分子電解質多層（PEM）膜が使用されました。この作業では、酸化インジウム（ITO）が上記の目的を達成するための代替表面であることを示唆しました。4つの培養チャンバーを備えたマイクロ流体システムが開発され、各チャンバーは、調整可能な電界を適用するための平行ITO表面で構成されていました。神経幹/前駆細胞（NSPC）は、それぞれPEMフィルムの有無にかかわらず、それぞれPEMフィルムの有無にかかわらず、ポリ（L-リジン）（PLL）とポリ（L-グルタミン酸）（PLGA）の代替吸着によって構築されました。細胞形態、細胞毒性、プロセスの成長、分化した細胞タイプ、およびニューロンの機能の分析を、両方の表面間で比較しました。この研究では、NSPCは電気刺激とともに伊藤表面上で正常に区別されました。最適な電位は、3日間の培養後、最長のプロセス、つまり300μmを>300μmに刺激できる80 mVであることがわかりました。ITO表面上の分化ニューロンの細胞分化、プロセス開発、および機能性は、外部機器によって単純に調整できる電気刺激によって強く制御されることが示されました。ここで報告されている電気的に調整可能な細胞分化は、よく構築されたネットワークでの神経信号伝達の研究のために、潜在的にNeurochipに適用される可能性があります。

In order to control differentiation of neural cells and guide the developed neurites to targets, polyelectrolyte multilayer (PEM) films were used because of their capability of modulation of electrical charged characteristics, thickness, and stiffness. In this work, we suggested that indium tin oxide (ITO) is an alternative surface to achieve the above-mentioned objectives. A microfluidic system with four culture chambers was developed and each chamber consisted of parallel ITO surfaces for the application of adjustable electrical field. Neural stem/progenitor cells (NSPCs) were respectively cultured on the ITO surfaces with and without PEM film, constructed by alternate adsorption of poly(L-lysine) (PLL) and poly(L-glutamic acid) (PLGA). Analyses of cell morphology, cytotoxicity, process outgrowth, differentiated cell types, and neuron functionality were compared between both surfaces. In this study, NSPCs successfully differentiated on ITO surface with electrical stimulation. The optimal electrical potential was found to be 80 mV that could stimulate the longest process, i.e., >300 μm, after 3 days culture. Cell differentiation, process development, and functionality of differentiated neuron on ITO surface were shown to be strongly controlled by the electrical stimulation that can be simply adjusted by external equipment. The electrically adjustable cell differentiation reported here could potentially be applied to neurochip for the study of neural signal transmission in a well-constructed network.