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2019 Fiscal Year Research-status Report

Functional analysis of neuropeptide Y-expressing neurons using Cre/LoxP system

Research Project

Project/Area Number 19K09032
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

山田 俊児  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40454079)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
KeywordsニューロペプチドY / アデノ随伴ウイルス / Cre-loxP / ジフテリア毒素 / 側坐核
Outline of Annual Research Achievements

視床下部弓状核(ARH)に存在するニューロペプチドY(NPY)は摂食を強力に促進する神経ペプチドである。そのため、受容体のアンタゴニストは抗肥満薬として開発が進んでいる。申請者は、Cre/loxPシステムを利用してARH以外に存在するNPY発現ニューロンを解剖学的に明らかにした。NPYに関連した抗肥満薬を有効利用するためにも、視床下部のNPY発現ニューロンに関する知見が必要である。そこで本研究では、(1) NPY発現ニューロンを可視化したマウスの作出とその組織学的解析、(2) NPY特異的ノックダウンおよびin vivoカルシウムイメージングを利用した各神経核におけるNPY発現ニューロンの機能解析を行い、視床下部のNPY発現ニューロンの機能とその作用機序を明らかにすることを目的とする。
NPY発現ニューロンを可視化するために、既存のNPY-CreマウスとCre発現細胞に蛍光色素を発現させることのできるレポーターマウスを掛け合わせることを考えたが、マウスの購入が困難だったため断念した。かわりに、静脈投与でマウス脳全域に遺伝子導入できるアデノ随伴ウイルス(AAV)PHP.Bを利用する予定である。
側坐核のNPY発現ニューロンにAAVを用いてジフテリアトキシン受容体を発現させたマウスに、ジフテリアトキシンを腹腔内投与して側坐核NPYニューロンを特異的にノックダウンした。このマウスでは、摂食量の変化は見られなかったが、不安様行動の増加が見られた。現在、視床下部のNPY発現ニューロンの特異的ノックダウンを検討中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Cre発現細胞に蛍光色素を発現させることのできるレポーターマウスの購入を検討したが、施設の現状等の理由により断念した。そのため、NPY発現ニューロンの全脳解析が遅れている。
側坐核のNPYニューロンを特異的にノックダウンすることが成功し、不安様行動への影響も確認できた。一方、視床下部に関する実験では、各神経核が密接しているため、神経核特異的にNPY発現ニューロンをノックダウンすることが困難であった。同じAAVの投与方法では無理と考え、より細いガラスマイクロピペットによる投与方法を検討中である。

Strategy for Future Research Activity

AAVの中でセロタイプ PHP.Bは静脈投与でマウス脳全域に遺伝子導入できる。そこで、AAV (PHP. B)-FLEX-GFPを作成し、NPY-Creマウスの眼窩静脈からこのAAVを投与して、すべてのNPY発現ニューロンをGFPで特異的に可視化する。可視化した細胞の神経投射や神経活動、生理学的必要性などを調べていく予定である。
視床下部の神経核におけるNPY発現ニューロンの部位特異的ノックダウンと機能解析を行う予定である。また、in vivoカルシウムイメージングの準備としてデバイスやAAVの調整を進めていく予定である。

Causes of Carryover

NPY発現ニューロンの全脳における可視化のために、AAV PHP.Bの購入並びに作成を考えたが、コロナウイルスの影響があり2月から3月にかけて購入・輸入をできなかったため。現在は販売を再開しているので購入予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Neuropeptide Y neurons in the nucleus accumbens modulate anxiety-like behavior2020

    • Author(s)
      Yamada Shunji、Islam Mohammad Shyful、van Kooten Nienke、Bovee Sonny、Oh Yoon-Mi、Tsujimura Atsushi、Watanabe Yoshihisa、Tanaka Masaki
    • Journal Title

      Experimental Neurology

      Volume: 327 Pages: 113216~113216

    • DOI

      10.1016/j.expneurol.2020.113216

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Status of growth plates can be monitored by MRI2019

    • Author(s)
      Wada Hiroaki、Ikoma Kazuya、Oka Yoshinobu、Nishida Atsushi、Onishi Okihiro、Kim Wook‐Choel、Tanida Takashi、Yamada Shunji、Matsuda Ken‐ichi、Tanaka Masaki、Kubo Toshikazu
    • Journal Title

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 51 Pages: 133~143

    • DOI

      10.1002/jmri.26771

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 側坐核ニューロペプチドYニューロン入出力についての解剖学的解析2020

    • Author(s)
      山田俊児、Nienke van Kooten、森琢磨、田口勝敏、辻村敦、田中雅樹
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] 側坐核に存在するニューロペプチドY発現細胞が不安行動に及ぼす影響とその解剖学的解析2019

    • Author(s)
      山田俊児、呉胤美、Nienke van Kooten、Mohammad Shyful Islum、田口勝敏、森琢磨、辻村敦、渡邊義久、田中雅樹
    • Organizer
      第15回GPCR研究会
  • [Presentation] Anatomical analysis of neuropeptide Y (NPY) neurons in the nucleus accumbens using NPY-Cre mice.2019

    • Author(s)
      Shunji Yamada, Nienke van Kooten, Katsutoshi Taguchi, Takuma Mori, Atsushi Tsujimura, Masaki Tanaka
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] 側坐核ニューロペプチドY発現細胞が不安行動に及ぼす影響について2019

    • Author(s)
      山田俊児、呉胤美、Nienke van Kooten、Mohammad Shyful Islum、田口勝敏、辻村敦、渡邊義久、田中雅樹
    • Organizer
      第46回日本神経内分泌学会学術集会

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Published: 2021-01-27  

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