Elucidation of complex gait locomotion mechanism in primates by free-living calcium imaging

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16190
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: Kondo Takahiro 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (70759886)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: マーモセット / カルシウムイメージング / 小型蛍光顕微鏡 / 線条体 / パーキンソン病 / AAV

Outline of Final Research Achievements

In this study, we observed neural activity in the striatum of the marmoset using calcium imaging with a small microscope, and developed cell type-specific promoters for D1 and D2 cell-specific imaging. We also created a Parkinson's disease model by administering 6-OHDA as an intervention experiment. When 6-OHDA was administered to the medial forebrain bundle in compliance with previous studies, the marmoset's gait motor function decreased significantly, and we were able to create a PD model. In addition, we established a behavioral tracking system using Deep Learning to evaluate these behaviors, and quantified the PD symptoms using this technology.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の３つの柱であった(1)プロモーター開発(2)マーモセット線条体イメージング(3)行動解析技術開発のうち(1)(3)を確立したものの、今後より良い技術をさらに導入することが線条体の特異的イメージングに必要である。特に、プロモーター開発においては近年シングルセル解析技術の発展により、エンハンサーを利用した人工プロモーター開発技術が進んでいる。D1・D2ターゲティングもこれらの開発状況との兼ね合いで今後より特異的なイメージングを進めていく。今後は疾患研究を進めることでパーキンソン病のメカニズム解明や治療薬検証に展開する。