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Fine visualization of oxytocin receptor expressing neurons via the novel labeling system

Research Project

Project/Area Number 20K06467
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
Research InstitutionNational Center of Neurology and Psychiatry

Principal Investigator

Inoue U. Yukiko  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第六部, リサーチフェロー (30611777)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsオキシトシン受容体 / ゲノム編集 / ノックインマウス
Outline of Research at the Start

脳内の神経伝達物質として働くオキシトシンは、その受容体を発現する神経細胞の機能を修飾し、養育行動・夫婦や家族の絆・他者への信頼などの「社会性行動」を促進的に制御する。オキシトシン系神経回路の入出力は極めて複雑であり、既存の遺伝子改変マウスを用いて、オキシトシン受容体が神経細胞のどの部分にあるのかを区別することはできず、神経回路を詳細に解析するには不十分である。本研究では、ゲノム編集技術を駆使して新たな神経細胞可視化システムを構築し、社会性行動を制御するオキシトシン系神経回路網の「可視化」と「操作」を加速するツールを提供する。

Outline of Final Research Achievements

Oxytocin, which acts as a neurotransmitter in the brain, has attracted widespread interest because it modulates the function of neurons that express its receptor to facilitatively regulate social behaviors such as nursing behavior and family bonding. Hence, research to better understand the oxytocin neural network is very active now. However, existing antibodies and mouse models are insufficient to accurately visualize the expression of this receptor. In this study, we newly generated multiple knock-in mouse lines by genome editing using fertilized eggs, to detect the sub-cellular localization of oxytocin receptors with unprecedented precision. In addition, we provided domestic and foreign researchers with mouse tools expressing fluorescent reporters and Cre recombinase, which are essential for manipulating oxytocin neural circuits in the brain. By developing these resources, we have contributed to the promotion of oxytocin research on a worldwide level.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

オキシトシン受容体は高脂溶性の膜タンパク質のため、これを認識する抗体を作製することは難しく、マウス脳組織上で研究に使用できる良好な抗体が存在しなかった。そこで、受容体タンパク質の末端にタグを付加したノックインマウスをゲノム編集により作出し、タグに対する抗体を用いて超解像度顕微鏡解析を行い、受容体の神経細胞内局在を初めて観察することができた。また、オキシトシン神経回路の操作による機能解析に必須の蛍光レポーターやCre組換え酵素発現マウスも作出し、国際的なバイオリソースに寄託することにより、国内外のオキシトシン研究者への提供を容易にし、社会性行動を制御する神経回路網の理解を深めることに貢献した。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (60 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 14 results) Presentation (39 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

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    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25 Issue: 8 Pages: 104800-104800

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104800

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    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Issue: 32

    • DOI

      10.1073/pnas.2201286119

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      Journal of General Physiology

      Volume: 154 Issue: 11

    • DOI

      10.1085/jgp.202213136

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      Acta Neuropathologica

      Volume: 145 Issue: 2 Pages: 235-255

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      10.1007/s00401-022-02530-4

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      eneuro

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 0423-21

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      Cells

      Volume: 10 Issue: 5 Pages: 1076-1076

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      月刊細胞 2021年6月号 ゲノム編集による新しいモデル動物

      Volume: 57 Pages: 52-56

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      Developmental Dynamics

      Volume: 251 Issue: 3 Pages: 525-535

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      10.1002/dvdy.417

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      Yamazawa Toshiko、Kobayashi Takuya、Kurebayashi Nagomi、Konishi Masato、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、et al.
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      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 4293-4293

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  • [Journal Article] A new mouse model of Ehlers-Danlos syndrome generated using CRISPR/Cas9-mediated genomic editing.2021

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      Yuko Nitahara-Kasahara, Shuji Mizumoto, et al.
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      Volume: 14 Issue: 12

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      10.1242/dmm.048963

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      Yuko Nitahara-Kasahara, Guillermo Posadas-Herrera, Shuji Mizumoto, Aki Nakamura-Takahashi, Yukiko U. Inoue, Takayoshi Inoue, Yoshihiro Nomura, Shin’ichi Takeda, Shuhei Yamada, Tomoki Kosho, Takashi Okada
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      Volume: 9 Pages: 695021-695021

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      10.3389/fcell.2021.695021

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      Acta Neuropathol Commun.

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 206-206

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      BMC Medicine

      Volume: 18 Issue: 1 Pages: 343-343

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      Communications Biology

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 574-574

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      Volume: 6 Issue: 36 Pages: 1693-1693

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      10.1126/sciadv.aba1693

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      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 10110-10110

    • DOI

      10.1038/s41598-020-67077-4

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      Nagomi Kurebayashi, Masami Kodama, Takashi Murayama, Masami Sugihara, Masato Konishi, Aya Miura, Hajime Nishio, Yukiko U. Inoue, Takayoshi Inoue, Satoru Noguchi, Takashi Sakurai
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋拘縮型エーラス・ダンロス症候群におけるデルマタン4-O-硫酸基転移酵素-1欠損に基づくデコリン機能不全とミオパチー病態2022

    • Author(s)
      笠原(仁田原)優子、水本 秀二、井上(上野)由紀子、 井上 高良、吉沢 隆浩、山田 修平、野村 義宏、武田 伸一、古庄 知己、岡田 尚巳
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数のRyR2変異マウスモデル系統を用いたカテコラミン誘発性多型性心室頻拍(CPVT)に対する抗不整脈薬の評価2022

    • Author(s)
      呉林 なごみ,児玉 昌美,村山 尚,杉原 匡美,石井 光一郎,岡部 雄太,村越 伸行,三浦 綾,西尾 元,井上-上野 由紀子,井上 高良,野口 悟,中村 衣里,金井 富士夫,多田 昇弘,櫻井 隆
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 社会的敗北ストレス場面の目撃を利用した心理社会的ストレスモデル2022

    • Author(s)
      中武 優子、古家 宏樹、井上-上野 由紀子、井上 高良、吉澤 一巳、 星野 幹雄、山田 光彦
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会 シンポジウム「新規うつ病動物モデルの発展と今後の課題」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ゲノム編集によるオキシトシン受容体発現細胞の可視化・操作ツールの開発2021

    • Author(s)
      井上(上野)由紀子
    • Organizer
      東京慈恵会医科大学 医学研究の基礎を語り合う集い第468回 シリーズ・神経機能研究の最前線No.65
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Transport mechanisms of Cyclin D2 mRNA and protein along the basal process of neural stem/progenitor cells of the developing brain2021

    • Author(s)
      Takako Kikkawa, Yoshio Wakamatsu, Yukiko U. Inoue, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Visualization of Protocadherin neuronal self-recognition code2021

    • Author(s)
      Ryosuke Kaneko, Manabu Abe, Yusuke Takatsuru, Yukiko U. Inoue, Masahiko Watanabe, Kenji Sakimura, Yuchio Yanagawa, Takeshi Yagi
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 放射状グリア細胞における細胞周期因子Cyclin D2のmRNA輸送機構の解析:有胎盤類の大脳皮質拡大に寄与する可能性2021

    • Author(s)
      吉川貴子、若松義雄、井上-上野由紀子、鈴木久仁博、井上高良、大隅典子
    • Organizer
      日本解剖学会 第67回東北・北海道連合支部学術集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Expression Changes of REST/NRSF in Spermatogenesis from Neonatal to Adult Murine Testis2021

    • Author(s)
      John Mains-Sheard1, Misako Tatehana, Hitoshi Inada, Takako Kikkawa, Ryuichi Kimura, Yukiko U. Inoue, Yuki Morimoto, Shinya Oki, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis of mRNA transport mechanism of a cell cycle regulator Cyclin D2 in radial glial cells: a possible mechanism for enlargement of the cortex2021

    • Author(s)
      Takako Kikkawa, Yoshio Wakamatsu, Yukiko U Inoue, Kunihiro Suzuki, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      第126回 日本解剖学会・第98回 日本生理学大会 合同大会(オンライン開催)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症関連分子SHANK3のアイソフォームの脳内発現解析2020

    • Author(s)
      大野創平、堀江直人、横森将輝、井上-上野由紀子、井上高良、崎村建司、内野茂夫
    • Organizer
      日本神経精神薬理学会 NPBPPP2020合同年会オンライン
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] The molecular mechanism of Cyclin D2 mRNA transport in the radial glial cells during cortical development2020

    • Author(s)
      Sharmin Naher, Takako Kikkawa, Yukiko U Inoue, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      日本神経精神薬理学会 NPBPPP2020合同年会オンライン
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 胎生期の神経前駆細胞内におけるmRNA調節メカニズム2020

    • Author(s)
      吉川貴子、Cristine Casingal、Sharmin Naher、井上-上野由紀子、井上高良、大隅典子
    • Organizer
      日本神経精神薬理学会 NPBPPP2020合同年会オンライン
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] マウスの脳におけるSHANK3アイソフォームの発現解析2020

    • Author(s)
      大野創平、堀江直人、横森将輝、井上-上野由紀子、井上高良、崎村建司、内野茂夫
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 神経細胞識別コードの可視化:クラスター型プロトカドヘリンの発現解析2020

    • Author(s)
      金子涼輔、阿部学、高鶴裕介、井上(上野) 由紀子、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木健
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Investigation of the molecular mechanism of Cyclin D2 mRNA transport in neural stem/progenitor cells and its impact on corticogenesis2020

    • Author(s)
      Sharmin Naher, Takako Kikkawa, Yukiko U Inoue, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of motor proteins mediating transport of Cyclin D2 mRNA in radial glial cells during corticogenesis2020

    • Author(s)
      Sharmin Naher, Takako Kikkawa, Yukiko U Inoue, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      EMBO Virtual Symposium, The Complex Life of RNA
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transport mechanisms of Cyclin D2 mRNA along the basal process of neural stem/progenitor cells of the developing brain2020

    • Author(s)
      Takako Kikkawa, Yoshio Wakamatsu, Yukiko U Inoue, Kunihiro Suzuki, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      EMBO Virtual Symposium, The Complex Life of RNA
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Vmat 1 ヒト型改変マウスを用いた網羅的行動解析2020

    • Author(s)
      佐藤大気, 井上 - 上野由紀子, 森本由起, 井上高良, 服部聡子, Giovanni Sala, 宮川剛, 河田雅圭
    • Organizer
      日本進化学会第22回オンライン大会
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      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 疾病研究第6部

    • URL

      https://www.ncnp.go.jp/nin/guide/r6/index-lab2/

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      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 疾病研究第6部

    • URL

      https://www.ncnp.go.jp/nin/guide/r6/index-lab2/

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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