Optimization of DREADDs technology to the non-human primate brain using in vivo imaging

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08138
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Nagai Yuji 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員 (20415409)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: PET / DREADD / 化学遺伝学 / 非ヒト霊長類 / in vivo imaging

Outline of Final Research Achievements

Recently, with the development of gene transfer technology and in vivo imaging of transgene expression in the brain by PET, DREADDs, one of the chemogenetic techniques that can repeatedly and remotely manipulate neuronal activity, is beginning to be applied not only to rodents but also to non-human primates. In this study, we aimed to establish an efficient optimization method for non-human primates, as we expect that new DREADDs-related technologies (viral vectors, agonists, etc.) will continue to be developed in the future. The results suggested that PET imagin can quantitatively evaluate the DREADDs expression and neuronal activity manipulation at any time during the experimental period and can be efficiently applied to neuroscience research using non-human primates.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

精神・神経疾患は脳機能ネットワークの破綻によって引き起こされると考えられ、その基盤となる脳機能ネットワークの動作原理を知ることは極めて重要である。その研究手法の1つとして脳神経活動を操作できるDREADDsがあり、操作の可否を決めるDREADDsの発現をPETを用いることで生きたまま確認することができるようになったため、研究を効率的に進めることができる。また将来DREADDsを精神・神経疾患の遺伝子治療へ応用されることも期待されており、DREADDsの生体内イメージングは治療の成否や治療効果の評価にも応用が可能と考えられる。