Development of a new generation method of transgenic common marmoset, a potential resource for various researches

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H04650
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 学 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (10334674) ; 中務 胞 新潟大学, 脳研究所, 助教 (60641579) ; 夏目 里恵 新潟大学, 脳研究所, 技術職員 (60467082)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: マーモセット / ＥＳ細胞 / 遺伝子改変 / 異種間キメラ / 遺伝子編集

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、マーモセットでの遺伝子改変を容易でかつ動物福祉的にも問題のない形でおこなう手法を開発することであり、そのために胚盤胞補完法を用いて異種動物の精子をマウスで作出する方法を確立する。また、マーモセット受精卵を安価かつ動物福祉にかなった形で取得するために、卵巣組織をヌードマウスへ移植して、成熟卵子を取得する方法の確立を目指す。本年度の研究により、FTB-Tg(Ddx4-Cre)1Dcas/Jと129-Gt(ROSA)26Sortm1(DTA)Mrc/Jを交配して得た精巣形成不全マウス受容胚に、ラットES細胞を移入することで、胚盤胞補完法によりラット精子を取得する手技を確立した。キメラマウス精巣にはラット精子が産生されており、顕微授精によりラット受精卵が取得できた。さらに、マーモセットES/iPS細胞の導入をする細胞性免疫不全の遺伝子背景を持つ受容胚作出マウスコロニーの整備も進んでいるので、この確立した手法を用いてマーモセット精子作出の研究進展を図る。次にマーモセット成熟受精卵をマウスから取得する研究は、日本クレア及び京都大学霊長類研究所より分与を受けた死亡動物から採取した卵巣組織を冷蔵下で移送し、約1-2㎜角に細切後卵巣除去したヌードマウスの皮下及び腎臓被膜下に移植した。ホルモン投与により卵子の成熟過程を検討した結果、腎臓被膜下の方が卵巣組織の維持及び卵胞の成熟に適していることが明らかになった。ホルモン投与により認められた移植組織卵胞から採取した卵子は極体を放出しており、顕微授精により受精卵の作出が可能な状態であった。現在、ホルモン投与の期間や量などの条件検討を進めている状態である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の肝である、胚盤胞補完法を用いた異種動物の精子を作出する手法に関しては、精巣形成不全マウス胚にラットES細胞を導入することでラット精子を生産するキメラマウスの作出に成功しており、基本的なプロトコールは完成した。また、2種類のマウスFTB-Tg(Ddx4-Cre)1Dcas/Jと129-Gt(ROSA)26Sortm1(DTA)Mrc/Jの遺伝子背景をヌードマウスのものにする繁殖コロニーの整備も進んでいる。さらに、死亡個体からの卵巣組織取得に関しては、日本クレア八百津飼育場以外に、京大霊長類研、実験動物中央研究所などからも組織分与の協力が得られ、マウスでの成熟卵子の連続的な作出が可能になってきた。

Strategy for Future Research Activity

本研究を進める上での最大の難関はナイーブ化したマーモセットES/iPS細胞の樹立である。現在既存の細胞の培養条件を種々検討しているが、いずれにしてもナイーブ化の最終評価は生殖細胞への分化であるので、これまで整備してきた精巣形成不全マウス受容胚に当該細胞を移植して、マウスによるマーモセット生殖細胞の作出を検討する。また、マーモセット受精卵から新規にES細胞を樹立して、そのナイーブ化を検証する。さらに、大規模にヌードマウスからマーモセット成熟卵子の作出が可能になるシステムを整備する。

Remarks

新潟大学脳研究所
http://www.bri.niigata-u.ac.jp/index.html

Research Products

• [Journal Article] Impaired auditory processing and altered structure of the endbulb of Held synapse in mice lacking the GluA3 subunit of AMPA receptors. (2017)
  • Author(s): Garcia-Hernandez S, Abe M, Sakimura K, Rubio ME.
  • Journal Title: Hear Res. Volume: 344 Pages: 284-294
  • DOI: 10.1016/j.heares.2016.12.006.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pharmacological properties of SAK3, a novel T-type voltage-gated Ca2+ channel enhancer. (2017)
  • Author(s): Yabuki Y, Matsuo K, Izumi H, Haga H, Yoshida T, Wakamori M, Kakehi A, Sakimura K, Fukuda T, Fukunaga K.
  • Journal Title: Neuropharmacology. Volume: 117 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2017.01.011.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PKN2 is essential for mouse embryonic development and proliferation of mouse fibroblasts. (2017)
  • Author(s): Danno S, Kubouchi K, Mehruba M, Abe M, Natsume R, Sakimura K, Eguchi S, Oka M, Hirashima M, Yasuda H, Mukai H.
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 22 Pages: 220-236
  • DOI: 10.1111/gtc.12470.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The balance between cathepsin C and cystatin F controls remyelination in the brain of Plp1-overexpressing mouse, a chronic demyelinating disease model. (2017)
  • Author(s): Shimizu T, Wisessmith W, Li J, Abe M, Sakimura K, Chetsawang B, Sahara Y, Tohyama K, Tanaka KF, Ikenaka K.
  • Journal Title: Glia. Volume: 65 Pages: 917-930
  • DOI: 10.1002/glia.23134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TARP γ-2 and γ-8 Differentially Control AMPAR Density Across Schaffer Collateral/Commissural Synapses in the Hippocampal CA1 Area. (2016)
  • Author(s): Yamasaki M, Fukaya M, Yamazaki M, Azechi H, Natsume R, Abe M, Sakimura K, Watanabe M.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 36 Pages: 4296-312
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4178-15.2016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GluD2 Endows Parallel Fiber-Purkinje Cell Synapses with a High Regenerative Capacity. (2016)
  • Author(s): Ichikawa R, Sakimura K, Watanabe M.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 36 Pages: 4846-58.
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0161-16.2016.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transsynaptic Modulation of Kainate Receptor Functions by C1q-like Proteins. (2016)
  • Author(s): Matsuda K, Budisantoso T, Mitakidis N, Sugaya Y, Miura E, Kakegawa W, Yamasaki M, Konno K, Uchigashima M, Abe M, Watanabe I, Kano M, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M.
  • Journal Title: Neuron. Volume: 90 Pages: 752-67
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2016.04.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ttll9-/- mice sperm flagella show shortening of doublet 7, reduction of doublet 5 polyglutamylation and a stall in beating. (2016)
  • Author(s): Konno A, Ikegami K, Konishi Y, Yang HJ, Abe M, Yamazaki M, Sakimura K, Yao I, Shiba K, Inaba K, Setou M
  • Journal Title: J Cell Sci. Volume: 129 Pages: 2757-66
  • DOI: 10.1242/jcs.185983.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Claspin recruits Cdc7 kinase for initiation of DNA replication in human cells. (2016)
  • Author(s): Yang CC, Suzuki M, Yamakawa S, Uno S, Ishii A, Yamazaki S, Fukatsu R, Fujisawa R, Sakimura K, Tsurimoto T, Masai H.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 7 Pages: 12135
  • DOI: 10.1038/ncomms12135
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Ionic Basis for Membrane Potential Resonance in Neurons of the Inferior Olive. (2016)
  • Author(s): Matsumoto-Makidono Y, Nakayama H, Yamasaki M, Miyazaki T, Kobayashi K, Watanabe M, Kano M, Sakimura K, Hashimoto K.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 16 Pages: 994-1004
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.06.053.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Crucial Roles of the Endocannabinoid 2-Arachidonoylglycerol in the Suppression of Epileptic Seizures. (2016)
  • Author(s): Sugaya Y, Yamazaki M, Uchigashima M, Kobayashi K, Watanabe M, Sakimura K, Kano M.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 16 Pages: 1405-15
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.06.083.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Microglial phospholipase D4 deficiency influences myelination during brain development. (2016)
  • Author(s): Chiba T, Otani Y, Yamaguchi Y, Ishibashi T, Hayashi A, Tanaka KF, Yamazaki M, Sakimura K, Baba H.
  • Journal Title: Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. Volume: 92 Pages: 237-54
  • DOI: 10.2183/pjab.92.237.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SAD-B Phosphorylation of CAST Controls Active Zone Vesicle Recycling for Synaptic Depression. (2016)
  • Author(s): Mochida S, Hida Y, Tanifuji S, Hagiwara A, Hamada S, Abe M, Ma H, Yasumura M, Kitajima I, Sakimura K, Ohtsuka T.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 16 Pages: 2901-13.
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.08.020.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Distribution of corticotropin-releasing factor neurons in the mouse brain: a study using corticotropin-releasing factor-modified yellow fluorescent protein knock-in mouse. (2016)
  • Author(s): Kono J, Konno K, Talukder AH, Fuse T, Abe M, Uchida K, Horio S, Sakimura K, Watanabe M, Itoi K.
  • Journal Title: Brain Struct Funct. Volume: 222 Pages: 1-28
  • DOI: 10.1007/s00429-016-1303-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatiotemporal dynamics of lesion-induced axonal sprouting and its relation to functional architecture of the cerebellum. (2016)
  • Author(s): Dhar M, Brenner JM, Sakimura K, Kano M, Nishiyama H.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 7 Pages: 12938
  • DOI: 10.1038/ncomms12938.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] SCOP/PHLPP1β mediates circadian regulation of long-term recognition memory. (2016)
  • Author(s): Shimizu K, Kobayashi Y, Nakatsuji E, Yamazaki M, Shimba S, Sakimura K, Fukada Y.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 7 Pages: 12926
  • DOI: 10.1038/ncomms12926.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of novel dystonia musculorum mutant mice: Implications for central nervous system abnormality. (2016)
  • Author(s): Horie M, Mekada K, Sano H, Kikkawa Y, Chiken S, Someya T, Saito K, Hossain MI, Nameta M, Abe K, Sakimura K, Ono K, Nambu A, Yoshiki A, Takebayashi H.
  • Journal Title: Neurobiol Dis. Volume: 96 Pages: 271-283
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2016.09.016.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of Brain-Enriched Guanylate Kinase-Associated Protein (BEGAIN) in Chronic Pain after Peripheral Nerve Injury. (2016)
  • Author(s): Katano T, Fukuda M, Furue H, Yamazaki M, Abe M, Watanabe M, Nishida K, Yao I, Yamada A, Hata Y, Okumura N, Nakazawa T, Yamamoto T, Sakimura K, Takao T, Ito S.
  • Journal Title: eNeuro. Volume: 3 Pages: e0110-16.2016
  • DOI: 10.1523/ENEURO.0110-16.2016
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] YAP functions as a mechanotransducer in oligodendrocyte morphogenesis and maturation. (2016)
  • Author(s): Shimizu T, Osanai Y, Tanaka KF, Abe M, Natsume R, Sakimura K, Ikenaka K.
  • Journal Title: Glia. Volume: 65 Pages: 360-374
  • DOI: 10.1002/glia.23096
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Forward-genetics analysis of sleep in randomly mutagenized mice. (2016)
  • Author(s): Funato H, Miyoshi C, Fujiyama T, Kanda T, Sato M, Wang Z, Ma J, Abe M, Sugiyama F, Takahashi S, Sakimura K, Hayashi Y, Liu Q, Kume K, Wakana S, Takahashi JS, Yanagisawa M. et al.
  • Journal Title: Nature. Volume: 539 Pages: 378-383
  • DOI: 10.1038/nature20142
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Roles of Cbln1 in Non-Motor Functions of Mice. (2016)
  • Author(s): Otsuka S, Konno K, Abe M, Motohashi J, Kohda K, Sakimura K, Watanabe M, Yuzaki M.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 36 Pages: 11801-11816
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0322-16.2016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conditional Knockout of Cav2.1 Disrupts the Accuracy of Spatial Recognition of CA1 Place Cells and Spatial/Contextual Recognition Behavior. (2016)
  • Author(s): Jung D, Hwang YJ, Ryu H, Kano M, Sakimura K, Cho J.
  • Journal Title: Front Behav Neurosci. Volume: 10 Pages: 214.
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2016.00214
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Roles of RNA editing in neuropathic pain after peripheral nerve injury 神経障害性疼痛におけるＲＮＡ編集異常とその役割 (2017)
  • Author(s): 内田仁司、崎村建司、伊藤誠二
  • Organizer: 第90会日本薬理学会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ラットES細胞を用いた遺伝子改変動物作製の効率化：妊娠維持障害の改善 (2016)
  • Author(s): 中務胞、夏目里恵、崎村建司
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Low-affinity kainate receptor subunit, gluk1, gluK2 and gluK3, are responsible for mouse anxiety-like behavior. (2016)
  • Author(s): Izumi Watanabe-Iida, K.Konno, M.Abe, R.Natsume, M.Watanabe, K.Sakimura
  • Organizer: Neuroscience2016
  • Place of Presentation: SanDiego (USA)
  • Year and Date: 2016-11-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Distribution of cortictropin-releasing factor neurons in the mouse brain: a study using cortisotropin-releasing factor modified yellow fluorescent protein knock-in mouse (2016)
  • Author(s): K.Itoi, J.Kono, K. Konno, A.H.Talukder, T.Fuse, K.Uchida, S.Yamagata, S.Horio,M.Abe, M.Watanabe, K.Sakimura
  • Organizer: Neuroscience2016
  • Place of Presentation: SanDiego (USA)
  • Year and Date: 2016-11-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] デルタ型グルタミン酸受容体サブユニット機能とその量的関連 (2016)
  • Author(s): 中本千尋、川村名子、夏目里恵、阿部学、渡辺雅彦、崎村建司
  • Organizer: 第59回日本神経化学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス受精卵電気穿孔法を用いたCRISPR/Cas9 システムによる内在性タンパク質へのタグ付加の試み / CRISPR/Cas9-mediated endogenenous protein tagging in mice by zygote electroporation (2016)
  • Author(s): 阿部学、夏目里恵、中務胞、崎村建司
  • Organizer: 第1回 ゲノム編集学会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • Year and Date: 2016-09-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] GLuD1 and Cbln1 interation plays an important role in synapse formation between particular neurochemical nucleus and dorsolateral geniculate nucleus (2016)
  • Author(s): Kohtaro Konno, Koji Nishikawa, Shinji Yamada, Michisuke Yuzaki, Kenji Sakimura, Masahiko Watanabe
  • Organizer: 第39回日本神経科学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mapping of coticortropin-releasing factoe neurons in mouse brain: a study using a modified yellow flourescent protein knock-in mouse (2016)
  • Author(s): Keiichi Itoi, Junko Kono, Kotaro Konno, Talukder H. Ashraf, Katsuya Uchida, Toshimitsu Fuse, Manabu Abe, Rie Natsume, Shuhei Horio, Kenji Sakimura,Masahiko Watanabe
  • Organizer: 第39回日本神経科学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] GluN3A colocalizes with KV4.3 at non-synaptic climbing fiber-interneuron junctions in the cerebellum (2016)
  • Author(s): Xiaohong Song, Masahiro Fukaya, Miwako Yamasaki, Motokazu Uchigashima, Kohtaro Konno, Taisuke Miyazaki, Keiko Matsuda, Chihiro Nakamoto, Isabel Perez-Otano, Michisuke Yuzaki, Kenji Sakimura, Masahiko Watanabe
  • Organizer: 第39回日本神経科学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-07-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ラットES細胞を用いた遺伝子改変動物作製の効率化：受容胚系統の比較 (2016)
  • Author(s): 中務胞、夏目里恵、崎村建司
  • Organizer: 第63回日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: ミューザ川崎（神奈川県川崎市）
  • Year and Date: 2016-05-20
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] メカニカルストレスが脳細胞へ与える影響の一端を解明
  • URL: http://www.bri.niigata-u.ac.jp/result/cellular/000675.html