光子駆動マイクロモーターが神経線維の成長を方向づける

軸索経路探索は、神経系の発達、神経修復、神経再生において重要である。成長する軸索の先端部における成長円錐の挙動によって、軸索の成長と移動の方向が決まる。今回我々は、レーザーで回転する複屈折球体を用いて個々の軸索（神経線維）の成長方向を制御する光学式システムを開発している。1つもしくは2つの光学トラップを用いて、培養した金魚網膜神経節細胞軸索の成長円錐近傍に複屈折ビーズを配置し、トラップされたビーズを、角運動量を持つ円偏光で回転させる。それによって、局所的マイクロ流体流が発生し、成長円錐に対しておよそ0.17 pNのせん断力が生じ、このせん断に応じて成長円錐が向きを変えるのである。この光駆動マイクロモーターの回転方向と位置を変えることにより、軸索成長方向を精密に操作できる。さらに、軸索にかかるせん断力密度を推定する物理的モデルについても説明している。