Generation of humanized mouse models via genome editing to elucidate molecular basis for neurodevelopmental diversities
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality |
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| Project/Area Number |
19H04922
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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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, リサーチフェロー (30611777)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | ゲノム編集 / 遺伝子改変マウスモデル / CRISPR/Cas9 / オキシトシン受容体 / エンハンサー活性 / ヒト化マウス |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトでは遺伝情報を書き換えることはできないが、実験用マウスではゲノム編集を行うことができ、脳活動・行動様式へのゲノム改変の影響を調べることによって、「個性」を客観的・科学的に理解する手段となる。この研究では、家族や仲間同士のコミュニケーションを促進するホルモンとして知られるオキシトシンに着目し、脳内でオキシトシンを受け取る受容体の発現変化と脳活動の関わりを、ゲノム編集技術を駆使して解析する。
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| 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。上述のイントロン配列はマウスとヒトでは全く異なる。ヒトのイントロン配列の個体差と受容体発現様式との関わりを探るため、この配列に遺伝子発現調節機能（エンハンサー活性）があるかどうかをマウス受精卵を用いてトランスジェニックマウスを作製する方法によりマウス脳内で調べた。その結果、大脳皮質・海馬・視床核・扁桃体にエンハンサー活性があることを見出し、イントロン配列の個体差がオキシトシン 受容体発現様式に影響を与えうることが示唆された。
(2) マウス脳内でオキシトシン受容体を発現する神経細胞を可視化・操作するためのツールとして、新たなゲノム編集マウス4系統を開発し、論文発表した。
(3) 領域内研究課題に対して、ゲノム編集によるマウスモデルを迅速に提供することにより研究推進を大きく支援し、複数の論文発表につなげた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(30 results)
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[Journal Article] Myopathy associated with dermatan sulfate-deficient decorin and myostatin in musculocontractural Ehlers-Danlos syndrome: a mouse model investigation2021
Author(s)
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
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Journal Title
Frontiers in Cell and Developmental Biology
Volume: 9
Pages: 695021-695021
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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