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Generation of humanized mouse models via genome editing to elucidate molecular basis for neurodevelopmental diversities

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality
Project/Area Number 17H05967
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNational Center of Neurology and Psychiatry

Principal Investigator

井上 由紀子  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, 科研費研究員 (30611777)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsオキシトシン受容体 / ヒト化マウス / ゲノム編集 / CRISPR/Cas9 / 遺伝子改変マウスモデル / 遺伝子改変マウス / BAC
Outline of Annual Research Achievements

脳神経系発生発達の多様性は、ゲノムの個体差を基に、環境因子の影響が加わって生み出されると考えられる。そのような「個性創発」メカニズムを客観的・科学的に理解することを目指す本研究領域において、ヒトでは計測できないゲノム改変による脳活動・行動様式の変化を検証可能なモデル動物は重要な役割を担う。特に遺伝学の基盤が充実しているマウスに関しては、近年のゲノム編集技術の進展により、短期間で遺伝子改変個体を作製可能になった。本課題では、最先端のCRISPR/Cas9システムを駆使して、以下の研究と支援を行った。
(1)社会性行動を促進的に制御することが知られるオキシトシンは、脳内に広く分布するオキシトシン受容体を介して、神経細胞の機能を修飾する。オキシトシン受容体遺伝子のイントロン配列内にある一塩基多型が、社会性行動の多様性と関連することが盛んに報告されているが、その神経科学的メカニズムは謎のままである。イントロン配列の個体差と受容体発現様式・社会性行動との関わりを探るためのツールとして、マウス受精卵を用いたゲノム編集によりオキシトシン受容体遺伝子座を「ヒト化」したマウス作製を試みた。まず、マウス遺伝子座を完全に欠損した個体を作出し、fusional PITCh法によりヒト遺伝子座のノックインを試みている。後半の研究期間では、このヒト化マウスを用いた解析を進める。
(2)受精卵を用いたゲノム編集による遺伝子改変マウス作製は、従来のES細胞を用いる方法と比べると格段に速く、低コストである。2年間の研究期間内に、5件以上の領域内研究課題に対して、マウスモデルを迅速に提供し、領域内研究の推進を支援した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Meis1 Coordinates Cerebellar Granule Cell Development by Regulating Pax6 Transcription, BMP Signaling and Atoh1 Degradation2018

    • Author(s)
      Owa Tomoo、Taya Shinichiro、Miyashita Satoshi、Yamashita Mariko、Adachi Toma、Yamada Koyo、Yokoyama Miwa、Aida Shogo、Nishioka Tomoki、Inoue Yukiko U.、Goitsuka Ryo、Nakamura Takuro、Inoue Takayoshi、Kaibuchi Kozo、Hoshino Mikio
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 38 Issue: 5 Pages: 1277-1294

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1545-17.2017

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Generation of Pax6-IRES-EGFP knock-in mouse via the cloning-free CRISPR/Cas9 system to reliably visualize neurodevelopmental dynamics2018

    • Author(s)
      Inoue Yukiko U.、Morimoto Yuki、Hoshino Mikio、Inoue Takayoshi
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: in press Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.01.007

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 核酸医薬のスクリーニングを可能にするEGFP-レポーターアッセイ系の構築2018

    • Author(s)
      原裕子、永田哲也、井上-上野由紀子、溝部吉高、滝澤歩武1、井上高良、武田伸一、青木吉嗣
    • Organizer
      第4回筋学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Generation and characterization of a WWP1 knock-in mouse model for chicken muscular dystrophy.2018

    • Author(s)
      Michihiro Imamura, Yukiko U. Inoue, Takayoshi Inoue, Shinichi Takeda
    • Organizer
      ASCB/EMBO 2018 Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多重化tdTomatoノックインマウスによる低発現遺伝子の効率的な可視化2018

    • Author(s)
      井上(上野)由紀子、金子涼輔、森本由起、井上高良
    • Organizer
      日本ゲノム編集第3回大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of oxytocin receptor expressions in neonatal mouse brains via Easi-CRISPR2018

    • Author(s)
      Yukiko U. Inoue, Ryosuke Kaneko, Yuki Morimoto, Takayoshi Inoue
    • Organizer
      第41回日本神経科会大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ニューロンIDの可視化:クラスター型プロトカドヘリンの発現解析2018

    • 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41回日本神経科会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト化マウス作製技術により明らかにする脳神経系発生発達多様性の分子的基盤2018

    • Author(s)
      井上-上野由紀子
    • Organizer
      新学術領域「個性」創発脳 第3回領域会議
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization and humanization of oxytocin receptor expressions in mouse brains2018

    • Author(s)
      Yukiko U. Inoue, Ryosuke Kaneko, Yuki Morimoto, Takayoshi Inoue
    • Organizer
      新学術領域「個性」創発脳 第1回国際シンポジウム「Towards Understanding "INDIVIDUALITY"
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CRISPR/Cas9ゲノム編集技術による遺伝子改変マウスの作製2018

    • Author(s)
      井上(上野)由紀子
    • Organizer
      新学術領域「個性」創発脳 第3回若手研究者の会・技術講習会
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 「個性」創発脳研究のための『ゲノム編集マウス』作出と解析2018

    • Author(s)
      井上(上野)由紀子
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization and humanization of oxytocin receptor expressions in mice; towards the clinical application of oxytocin to autism spectrum disorders2018

    • Author(s)
      Yukiko U. Inoue, Yuki Morimoto, Takayoshi Inoue
    • Organizer
      第9回武田科学振興財団薬科学シンポジウム Genome Editing Towards Medicinal Applications
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Easi-CRISPRによるノックインマウスを用いたオキシトシン受容体発現の可視化2018

    • Author(s)
      井上(上野)由紀子、森本由起、井上高良
    • Organizer
      第11回神経発生討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Generation of Pax6-IRES-EGFP knock-in mouse via cloning-free CRISPR/Cas9 system for neurodevelopmental researches2017

    • Author(s)
      Yukiko U. Inoue, Mikio Hoshino, Takayoshi Inoue
    • Organizer
      Society for Neuroscience 47th annual meeting
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of mouse models for muscular dystrophic chicken by CRISPR/Cas9-mediated genome editing.2017

    • Author(s)
      Michihiro Imamura, Yukiko U. Inoue, Takayoshi Inoue, Shin’ichi Takeda
    • Organizer
      米国細胞生物学会
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation in the cortical development using CRISPR/Cas9 genome editing system2017

    • Author(s)
      Takako Kikkawa, Yukiko U Inoue, Takayoshi Inoue, Cristine Rosales Casingal, Noriko Osumi
    • Organizer
      第60回日本神経化学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation mechanism in radial glial cells during corticogenesis using CRISPR/Cas9 genome editing system2017

    • Author(s)
      Takako Kikkawa, Yukiko U Inoue, Takayoshi Inoue, Noriko Osumi
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 核酸医薬の網羅的スクリーニングを可能にするEGFP-レポーターアッセイ系の開発2017

    • Author(s)
      原裕子、永田哲也、井上-上野由紀子、宮武正太、滝澤歩武、溝部吉高、瀬戸美也子、倉岡睦季、井上高良、武田伸一、青木吉嗣
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPR/Cas9を用いた Musculocontractural Ehlers-Danlos Syndrome-CHST14ノックアウト マウスの作製と病態解析2017

    • Author(s)
      笠原(仁田原) 優子、島津 苑子、増田 千明、積田 奈々、水本 秀二、井上(上野) 由紀子、井上 高良、吉 沢 隆浩、高橋 有希、池上 良、中山 淳、武田 伸一、渡邉 淳、古庄 知己、岡田 尚巳
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 「個性」創発研究のための『ゲノム編集マウス』作製と解析2017

    • Author(s)
      井上-上野由紀子、佐藤大気、河田雅圭、金子涼輔、森本由起、浅見淳子、星野幹雄、井上高良
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPR/Cas9 ゲノム編集技術による遺伝子改変マウスの作製2017

    • Author(s)
      井上(上野)由紀子
    • Organizer
      第二回 新学術領域「個性創発脳」若手の会・技術支援講習会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 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6部第2研究室

    • URL

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

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      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 「個性」創発脳、CRISPR/Cas9ゲノム編集による遺伝子改変マウス作製支援

    • URL

      http://www.koseisouhatsu.jp/research/support/inoue/index.html

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      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 国立精神・神経医療研究センター 疾病研究第六部 第二研究室

    • URL

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

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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