2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidating the pathogenesis of and development of therapeutic strategies against the neuropsychiatric disorders in the primate models by utilizing the gene introduction and manipulation technologies
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22H04992
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伊佐 正 京都大学, 医学研究科, 教授 (20212805)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
築山 智之 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 特任准教授 (60612132)
太田 淳 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80304161)
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| Project Period (FY) |
2022-04-27 – 2027-03-31
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| Keywords | 機能回復 / 可塑性 / ドパミン / 脊髄損傷 / 意思決定 / 霊長類 / 精神疾患 / fMRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、非ヒト科霊長類を対象に、(1) 出力に近い運動機能の障害モデル（脊髄損傷）、そして(2) より統合的な過程にあたる意思決定の障害-依存症モデル（前頭葉におけるドパミン神経の過活動）、さらには(3) 精神疾患関連遺伝子欠損モデルを作製し、障害の神経機構を明らかにしつつ、訓練と中枢刺激と薬物を併用して、回路特異的に大規模な可塑性を誘導することによる治療戦略を開発することを目指している。2022年度は、(1)の脊髄損傷モデルにおいては、単一細胞核(sn)RNA seqを皮質脊髄路細胞で行うための条件検討のため、ラット頚髄にAAV2retro-GFPを注入し、運動野組織に対してsnRNSseqを行った。多くの細胞種でGFPが検出されたことから、組織からambient RNAを除外する条件検討が必要と議論した。また、マカクザルにおいて死後迅速に高品質の脳組織を摘除するための手技や条件の検討を行った。(2)においては、前年論文をScienceに投稿したがデータが不十分との指摘でrejectされたことから、ECoGのデータから意思決定をdecodingすること、さらに6V野背側部の6VD野への腹側被蓋野からの投射線維の光刺激で高リスク高リターン傾向が減弱するサルの実験を追加した。またChrimsonRを含まないベクターを打ったサルでの対照群実験を追加した。(3)のDisc1 KOサルの実験では、iPS細胞の作製に成功した。今後神経細胞に分化誘導したり脳オルガノイドを作製する予定である。また安静時MRIデータを取得し、皮質領野間の機能的結合の解析を開始した。また、睡眠時の対応をnano tagを用いて記録解析し、一部のサルに夜間睡眠障害があることを見出した。
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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
(1)の脊髄損傷プロジェクトについては、別予算での経頭蓋磁気刺激装置の購入に時間を要したが、次年度から本格的に研究を開始できる。snRNA seqについてはほぼ条件検討が完成しつつある。(2)については追加実験が順調に進み、次年度前半には論文の再投稿が見込まれる。(3)については少しずつ精神疾患のフェノタイプが観察され始めており、今後、様々な種類の手法を用いた研究において進展が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)については、経頭蓋磁気刺激法によって頚髄亜半切モデルマカクザルにおいて迅速な機能回復が観察できるかどうかを試し、可能であることが確認されたら、皮質脊髄路の大規模可塑性の有無の確認。そしてそれらの軸索走行を大規模に変化させた皮質脊髄路細胞の遺伝子ネットワークの変化をsnRNA seqによて確認する。(2)の高リスク高リターンvs低リスク低リターン選択意思決定については、対照群データや6VD野刺激の効果、そしてその結果としての脳活動の変化から意思決定の変化のデコーデングを試みる。(3)の精神疾患モデルザルの研究では、iPS細胞から神経細胞や脳オルガノイドを分化させ、それらの遺伝子発現や性機能の違いを解析する。そして個体レベルでは安静時fMRIにより脳領域間の機能的欠結合を解析するとともに、脳領域間のvolumeの被殻を行う。さらには社会行動などの解析を行い、統合失調症様のフェノタイプの有無を解析する。
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