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前頭前野皮質回路の遺伝子操作による病態モデル解析

Publicly Offered Research

Project AreaUnraveling micro-endophenotypes of psychiatric disorders at the molecular, cellular and circuit levels.
Project/Area Number 25116519
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionFukushima Medical University

Principal Investigator

小林 和人  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90211903)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords行動柔軟性 / 逆転学習 / 注意シフト / 背内側視床核 / 前頭前野皮質 / 視床皮質路 / 逆行性導入ベクター / イムノトキシン / 学習 / 皮質線条体路
Outline of Annual Research Achievements

統合失調症などの精神疾患の発病は、前頭前野皮質を中心とする脳領域の機能異常に起因し、それらをめぐる脳領域での物質代謝や神経伝達の変化が病態に深く関係するが、精神疾患の病態の基盤となる脳内神経回路の障害のメカニズムについては十分に理解されていない。本研究では、内側前頭前野皮質 (medial prefrontal cortex/mPFC)を中心とする神経回路について、mPFC への入力経路およびmPFCあるいは線条体に局在する GABA 作動性介在ニューロンの役割が、統合失調症様の行動障害にどのように関係するのかを解析する。特に、mPFC 機能に依存する作業記憶および attentional shift 機能に着目し、これらの障害に結びつく神経回路機構の解明に取り組む。第一に、背内側mediodorsal(MD) 視床核に由来し、mPFCに投射する神経路の選択的除去を誘導するために、イムノトキシン受容体であるヒトインターロイキン-2 受容体 (IL-2R)をコードするNeuRetベクターをマウスのmPFCに注入した。MD核などmPFCに入力する神経路にIL-2Rの発現を検出した。その後、MDにイムノトキシンを注入し、視床皮質路の選択的除去を誘導した。今後、このマウスはMDに由来する視床皮質路の行動柔軟性における役割を研究するための有益なモデルを提供する。第二に、mPFC におけるGABA作動性介在ニューロンタイプの行動生理学的な役割を解明するために、特に、パルブアルブミン (PV) を含有する介在ニューロンを標的とするために、PV遺伝子の制御下にCre組み換え酵素を発現するラットを作成した。このラットの線条体においてPVニューロンにおけるCreの発現が見出された。このため、今後、AAVベクターを線条体に注入することにより、細胞タイプ特異的にIL-2Rの発現を誘導した。本トランスジェニック系統は、今後、線条体におけるPV陽性介在ニューロンの行動生理学的機能を研究するための有益なモデルとなる可能性が示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Improved transduction efficiency of a lentiviral vector for neuron-specific retrograde gene transfer by optimizing the junction of fusion envelope glycoprotein.2014

    • Author(s)
      Kato, S., Kobayashi, K., and Kobayashi, K.
    • Journal Title

      J Neurosci. Methods

      Volume: 227 Pages: 151-158

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2014.02.015

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simultaneous visualization of extrinsic and intrinsic axon collaterals in Golgi-like detail for mouse corticothalamic and corticocortical cells: a double viral infection method2014

    • Author(s)
      Watakabe, A., Takaji, M., Kato, S., Kobayashi, K., Mizukami, H., Ozawa, K., Ohsawa, S., Matsui, R., Watanabe, D., and Yamamori, T.
    • Journal Title

      Frontiers in neural circuits

      Volume: 8 Pages: 110-110

    • DOI

      10.3389/fncir.2014.00110

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular mechanisms that drive estradiol-dependent burst firing of Kiss1 neurons in the rostral periventricular preoptic area.2013

    • Author(s)
      Zhang et al.
    • Journal Title

      Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.

      Volume: 305 Issue: 11 Pages: E1384-E1397

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00406.2013

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Control of emotion and its memory by monoamines. Neural network that mediates selection and flexibility of behaviors: Roles of striatal input pathways2014

    • Author(s)
      小林 和人
    • Organizer
      第87回日本生化学大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Optimizing the junction of glycoprotein for the transduction efficiency of a lentiviral vector for neuron-specific retrograde gene transfer2014

    • Author(s)
      加藤成樹、小林憲太、小林和人
    • Organizer
      第37回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Thalamostriatal system that regulates response selection and flexibility2014

    • Author(s)
      小林 和人
    • Organizer
      第37回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Verified contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after a corticospinal tract lesion in the monkey.2013

    • Author(s)
      Toyama et al.
    • Organizer
      43rd Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ウイルスベクター2重感染法を用いた経路選択的遮断法のマウス指向運動制御系を指標とする考察2013

    • Author(s)
      伊佐ら
    • Organizer
      Neuro2013 第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] TET2重染色法(TEDI)を使った大脳皮質投射ニューロンサブタイプの同時標識2013

    • Author(s)
      渡我部ら
    • Organizer
      Neuro2013 第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] Gene Therapy -Tools and Potential Applications2013

    • Author(s)
      Kato et al.
    • Total Pages
      744
    • Publisher
      InTech
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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