2017 Fiscal Year Research-status Report
新規ウイルスベクターを用いた全脳的遺伝子導入技術による神経疾患モデル霊長類の開発
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17K19454
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高田 昌彦 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (00236233)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | ウイルスベクター / アデノ随伴ウイルス / 遺伝子導入 / 神経疾患 / 霊長類モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヒトに近縁なモデル動物であるサル類（マカクザル、マーモセット）において、全脳レベルでのニューロンへの外来遺伝子導入を実現するような新規ウイルスベクターを開発し、それを利用して特に神経疾患にフォーカスした遺伝子改変霊長類モデルを作出することを目的としている。具体的には、研究代表者らがこれまで新生児マカクザルに対する血管内投与によりニューロンへの遺伝子導入が可能であることを確認している、キャプシド改変型のアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターの更なる改良および注入法の検討をおこなうことによって、サル類の各発達ステージ（新生児期・幼弱期・成体期）においてより効率的なニューロンへの全脳的遺伝子操作を実現する技術の確立を目指す。平成29年度は、１．「改変AAVベクターの新生児サルへの投与による全ニューロンレベルでの遺伝子導入」に関する実験計画を実施した。研究代表者らはこれまでの研究により、AAV2型とAAV 9型のモザイクキャプシドを利用した改変AAVベクターが、従来のAAV 9型と異なり、新生児マカクザルに対する血管内導入によりニューロンへの遺伝子導入が可能であることを見出している。当該ベクターは小脳プルキンエ細胞や一部の視床核では導入効率が50%以上と皮質下ニューロンに極めて高い親和性を示し、皮質ニューロンにおいても遺伝子導入された細胞の50％以上がニューロンと高いニューロン特異性を示すが、皮質では導入効率が10％程度であり未だ改善の必要がある。そのため、当該ベクターを基にして、モザイクキャプシドの組み合わせの検討やキャプシド蛋白のアミノ酸の追加・置換などのキャプシド改変を加えたAAVベクターの新生児サルへの血管内投与をおこない、全脳かつ全ニューロンレベルでの遺伝子導入に適したパラメータを探索した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度は、１．「改変AAVベクターの新生児サルへの投与による全ニューロンレベルでの遺伝子導入」を中心に実験計画を実施し、AAV2型とAAV 9型のモザイクキャプシドを利用した改変AAVベクターを基にして、モザイクキャプシドの組み合わせの検討やキャプシド蛋白のアミノ酸の追加・置換などのキャプシド改変を加えたAAVベクターの新生児サルへの血管内投与をおこない、全脳かつ全ニューロンレベルでの遺伝子導入に適したパラメータを探索するなど、当初の研究計画に沿って一定の成果を得ており、全体として研究が順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、２．「幼弱個体および成体への血管内投与によるニューロンへの全脳的遺伝子導入」に関する実験計画を進める。具体的には、ニホンザルおよびマーモセットの幼弱期や成体期に効率的なニューロンへの全脳的遺伝子導入を可能にする遺伝子導入技術を開発する。これまでの予備実験において、少なくともニホンザルに関しては「幼弱期ではモザイクキャプシドAAVベクターの脳内移行率が新生児期より低下する」という結果を得ているため、マウスで成体への導入効率が向上するようなキャプシド改変や、マイクロバブルを利用したソニケーションの導入などにより、ベクターの血液脳関門に対する通過率を向上させる。更に、その結果を受けて、３．「プロモータ制御による細胞種特異的な全脳的遺伝子導入法の確立」に関する実験計画についても検討し、プロモータ制御による細胞種特異的導入法の開発を試みることにより、最終的にはこれらの技術を駆使した遺伝子改変神経疾患モデル霊長類の作出を目指したい。
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Research Products
(38 results)
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[Journal Article] High-Speed and Scalable Whole-Brain Imaging in Rodents and Primates2017
Author(s)
Seiriki K, Kasai A, Hashimoto T, Schulze W, Niu M, Yamaguchi S, Nakazawa T, Inoue K, Uezono S, Takada M, Naka Y, Igarashi H, Tanuma M, Wascheck JA, Ago Y, Tanaka KF, Hayata-Takano A, Nagayasu K, Shintani N, Hashimoto R, Kunii Y, Hino M, Matsumoto J, Yabe H, Nagai T, Fujita K, Matsuda T, Takuma K. Baba A, Hashimoto H
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Journal Title
Neuron
Volume: 94
Pages: 1085～1100.e6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Differences in retrograde gene transfer efficiency and cytotoxicity between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in the striatal input system of rodents and primates2017
Author(s)
Tanabe S, Uezono S, Tsuge H, Fujiwara M, Nagaya K, Nagaya N, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayasi K, Inoue K, Takada M
Organizer
第40回日本神経科学大会
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[Presentation] Phase-amplitude coupling in cerebro-basal ganglia-cerebellar networks: A new model of hypo- and hyperkinetic movement disorders2017
Author(s)
Ninomiya T, Nagai Y, Inoue K, Hori Y, Kikuchi E, Lee J, Suhara T, Iriki A, Minamimoto T, Takada M, Isoda M, Matsumoto M, Mccairn K.W.
Organizer
第40回日本神経科学大会
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[Presentation] The lentiviral vector pseudotyped with FuG-E glycoprotein is more suitable, compared with the FuG-B2 type, for retrograde gene transfer into the cortical input system of primates2017
Author(s)
Tsuge H, Uezono S, Tanabe S, Fujiwara M, Nagaya K, Nagaya N, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K, Takada M
Organizer
第40回日本神経科学大会
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[Presentation] FAST, High-speed serial-sectioning imaging for whole brain analysis with high scalability2017
Author(s)
Kasai A, Seiriki K, Hashimoto T, Niu M, Yamaguchi S, Naka Y, Igarashi H, Tamura M, Nakazawa T, Inoue K, Takada M, Fujita K, Hashimoto H
Organizer
Neuroscience 2017
Int'l Joint Research
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[Presentation] Differences in retrograde gene transfer efficiency and cytotoxicity between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in rodent and primate brains2017
Author(s)
Tanabe S, Tsuge H, Uezono S, Fujiwara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K, Takada M
Organizer
Neuroscience 2017
Int'l Joint Research
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