2019 Fiscal Year Research-status Report
霊長類脳における非侵襲的かつ領野選択的な遺伝子導入法の開発
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19K22470
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井上 謙一 京都大学, 霊長類研究所, 助教 (90455395)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 脳・神経 / バイオテクノロジー / ウイルスベクター / 霊長類 |
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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り、様々な脳機能を支える神経回路に関する知見が集積されているサル類において、非侵襲的に、目的とする脳部位（脳領域）のニューロンへの遺伝子導入を実現するための研究を行なっている。今年度は、静脈内投与における霊長類脳への遺伝子導入に適した改変AAVベクターの開発：研究代表者らがこれまでの研究で開発した、マカクザル・マーモセット新生児への全脳的なニューロンへの遺伝子導入を実現する改変ウイルスベクターの更なるキャプシド改変を行い、①新生児への静脈内投与における導入効率のより高いベクターと、②BBBの一過性開放無しでは成体の脳および他の臓器へほとんど感染せず、BBB開放により高い感染効率を示すベクター、の両者それぞれにおいて従来型と異なる感染様式を示す候補ベクターを得た。また、開発した改変ベクターと、経頭蓋収束超音波照射(tFUS) を利用したマイクロバブルの振動・キャビテーションによるBBBの一過性開放術を組み合わせ、霊長類脳においてベクターの静脈内投与後、目的とする脳部位（脳領域）でのみ遺伝子導入を行う手法の開発を、スペインHM CINACとの共同研究で実施した。これまでに霊長類脳において効果的にBBBの一過性開放を誘導するパラメーターの探索を行い、まだ効率は低いものの、成体マカクサルにおいてBBB開放による特定脳領域への遺伝子導入を実現した。また、同技術を応用する成体霊長類における全脳的な遺伝子導入法の開発に向けた準備を実施した。
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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
交付申請書の研究の目的および実施計画欄に記載した、新生児への静脈内投与における導入効率のより高いベクターと、BBBの一過性開放無しでは成体の脳および他の臓器へほとんど感染せず、BBB開放により高い感染効率を示すベクター、の開発はおおむね順調に進行しており、これまでに従来型と異なる感染様式を示す候補ベクターを得ている。また、
経頭蓋収束超音波照射(tFUS)を利用した、ターゲット選択的な遺伝子導入法の開発に関しては、霊長類脳において効果的にBBBの一過性開放を誘導するパラメーターの探索を行った結果、まだ効率は低いものの、成体マカクサルにおいてBBB開放による特定脳領域への遺伝子導入が実現されるという有望な結果を得ている。今後は上記の研究をさらに発展されると共に、今年度準備を行った経頭蓋超音波照射を利用した、霊長類における全脳的な遺伝子導入法の開発についても進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究はおおむね順調に進展していると考えられるため、今後も当初予定に従い、静脈内投与における霊長類脳への遺伝子導入に適した改変AAVベクターの開発とその検証実験をさらに進めていくと共に、経頭蓋収束超音波照射(tFUS)を利用した、ターゲット選択的な遺伝子導入法の開発に関しては、照射パラメーターやベクター種・量などを検討することにより毒性を顕わさずに効率的に導入を可能とする組み合わせを探索する。また、上記研究の成果とこれまでの検討実験の結果を応用して、経頭蓋超音波照射を利用した、霊長類における全脳的な遺伝子導入法の開発についての検証実験を実施して、成体への全脳的遺伝子導入の実現に向けた研究を進めていく。さらに、研究の進捗状況に応じ、特定のニューロン種に選択的な全脳的遺伝子導入や、ゲノム編集技術を利用した遺伝子改変などを可能にする基盤技術の確立に取り組む。
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| Causes of Carryover |
今年度は3つの計画のうち、有望な結果が得られた2つの研究に主に注力し、3つめの研究は準備に留まったたが、来年度早々に実験を行うため次年度使用額が生じた。
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Research Products
(20 results)
