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2022 Fiscal Year Research-status Report

AAVベクターの静脈投与のみでコンディショナルノックアウトを行う手法の開発

Research Project

Project/Area Number 22K06454
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

今野 歩  群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40509048)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
KeywordsAAVベクター / Cre-loxP / コンディショナルノックアウト
Outline of Annual Research Achievements

近年、ベクター改変技術の進歩により、血液脳関門透過型AAVベクター(PHP.B)をはじめとした革新的な遺伝子送達ツールが開発され、脳神経科学の研究領域に変革をもたらしている。申請者はこれまで細胞種特異的なプロモーターを用いて、PHP.Bの単回静脈投与で脳全域において細胞種特異的な遺伝子導入やノックダウンを起こす手法を開発してきた。本研究では、この技術をさらに発展させるため、AAVの静脈投与のみで任意の週齢のfloxマウスにおいて細胞種特異的ノックアウト(conditional knockout; cKO)を起こす手法の確立を目指し研究を実施した。
細胞種特異的プロモーターでCreを発現するPHP.Bの静注では、目的外での細胞でもわずかに発現したCreにより、KOが生じてしまうことが経験的に分かっていた。しかしながら、申請者はこの現象を回避する「FlpO-dCreシステム」を考案し、研究を実施した。その結果、AAVベクターの静脈投与のみで、ニューロンまたはアストロサイトに関して、高い特異性(おおよそ90%程度)を維持したまま、cKOが行える手法の開発に成功した。現在、現在論文投稿の最終段階まで準備ができており、まもなく投稿予定である。
また、関連する研究として、AAV血清型2(AAV2)を元にした血液脳関門透過型AAVベクター AAV-BR1Nに関する論文を発表した(Molecular Therapy - Methods & Clinical Development誌に、2023年3月オンライン掲載)。
その他、7報の論文を2022年度中に報告している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究計画の1年目で既に論文投稿間近なところまで研究が進んでいるため。
当初予定していた残りのターゲット細胞に関しても、プラスミドのDNAの作製はほとんど完了しており、当初の計画は早期に達成される見込である。

Strategy for Future Research Activity

当初ターゲットとしていた残りの細胞種である興奮性ニューロン、抑制性ニューロン、脳血管内皮に関しても同様の手法が適応可能かどうか検討する。
さらに現在新規に、オリゴデンドロサイトに対するプロモーターに関しても特異性を検討中である。このため、当初の研究予定には入っていなかったが、十分な特異性が見込まれる場合は、オリゴデンドロサイトに関してもFlpO-dCreの手法を適応し、cKOを検討する。

Causes of Carryover

研究計画が予想以上に順調に進展し、効率的に研究が進んだため、残額が生じた。残額は、2022年度末に故障したPCR機器の代替品を新規購入費用に充てる予定である。

  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Copenhagen(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      University of Copenhagen
  • [Int'l Joint Research] UCSF/Stanford University/OHSU(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      UCSF/Stanford University/OHSU
  • [Int'l Joint Research] University of Western Ontario(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      University of Western Ontario
  • [Journal Article] A blood-brain barrier-penetrating AAV2 mutant created by a brain microvasculature endothelial cell-targeted AAV2 variant2023

    • Author(s)
      Kawabata Hayato、Konno Ayumu、Matsuzaki Yasunori、Hirai Hirokazu
    • Journal Title

      Molecular Therapy - Methods & Clinical Development

      Volume: 29 Pages: 81~92

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2023.02.016

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] DOPAnization of tyrosine in α-synuclein by tyrosine hydroxylase leads to the formation of oligomers2022

    • Author(s)
      Jin Mingyue、Matsumoto Sakiko、Ayaki Takashi、Yamakado Hodaka、Taguchi Tomoyuki、Togawa Natsuko、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Nakajima Hiroshi、Komai Shoji、Ishida Ryuichi、Chiba Syuhei、Takahashi Ryosuke、Takao Toshifumi、Hirotsune Shinji
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34555-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of microglia-targeting adeno-associated viral vectors as tools to study microglial behavior in vivo2022

    • Author(s)
      Okada Yukihiro、Hosoi Nobutake、Matsuzaki Yasunori、Fukai Yuuki、Hiraga Akito、Nakai Junichi、Nitta Keisuke、Shinohara Yoichiro、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s42003-022-04200-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Liver-secreted fluorescent blood plasma markers enable chronic imaging of the microcirculation2022

    • Author(s)
      Wang Xiaowen、Delle Christine、Asiminas Antonis、Akther Sonam、Vittani Marta、Br?gger Peter、Kusk Peter、Vo Camilla Trang、Radovanovic Tessa、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Fukuda Masahiro、Weikop Pia、Goldman Steven A.、Nedergaard Maiken、Hirase Hajime
    • Journal Title

      Cell Reports Methods

      Volume: 2 Pages: 100302~100302

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2022.100302

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Protective roles of MITOL against myocardial senescence and ischemic injury partly via Drp1 regulation2022

    • Author(s)
      Tokuyama T、Uosaki H、Sugiura A、Nishitai G、Takeda K、Nagashima S、Shiiba I、Ito N、Amo T、Mohri S、Nishimura A、Nishida M、Konno A、Hirai H、Ishido S、Yoshizawa T、Shindo T、Takada S、Kinugawa S、Inatome R、Yanagi S
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25 Pages: 104582~104582

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104582

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Plasticity of neural connections underlying oxytocin-mediated parental behaviors of male mice2022

    • Author(s)
      Inada Kengo、Hagihara Mitsue、Tsujimoto Kazuko、Abe Takaya、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Kiyonari Hiroshi、Miyamichi Kazunari
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 110 Pages: 2009~2023.e5

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2022.03.033

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] D-Cysteine Activates Chaperone-Mediated Autophagy in Cerebellar Purkinje Cells via the Generation of Hydrogen Sulfide and Nrf2 Activation2022

    • Author(s)
      Ueda Erika、Ohta Tomoko、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Kurauchi Yuki、Katsuki Hiroshi、Seki Takahiro
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11 Pages: 1230~1230

    • DOI

      10.3390/cells11071230

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electrophysiological and Imaging Analysis of GFP-Tagged Protein Kinase C γ Translocation in Cerebellar Purkinje Cells2022

    • Author(s)
      Hirai Hirokazu、Fukai Yuuki、Konno Ayumu、Hosoi Nobutake
    • Journal Title

      The Cerebellum

      Volume: 21 Pages: 776~783

    • DOI

      10.1007/s12311-022-01384-6

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of a method for the gene expression preferentially in microglia using an adeno-associated virus vector2023

    • Author(s)
      今野歩、岡田如弘、松崎泰教、平井宏和
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
  • [Presentation] アデノ随伴ウイルスベクターの静脈投与を介したマウス脳への細胞種特異的遺伝子導入2022

    • Author(s)
      今野歩
    • Organizer
      日本薬物動態学会 第37回年会
    • Invited
  • [Presentation] 血液脳関門透過型AAVベクターによる細胞種特異的遺伝子発現2022

    • Author(s)
      今野歩
    • Organizer
      第96 回日本薬理学会年会/ 第43 回日本臨床薬理学会学術総会
  • [Remarks] 群馬大学大学院 医学系研究科 脳神経再生医学分野

    • URL

      https://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/

  • [Remarks] 群馬大学 未来先端研究機構 ウイルスベクター開発研究センター

    • URL

      https://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/vvcenter/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抑制性ニューロン特異的プロモーター2022

    • Inventor(s)
      平井宏和、今野歩、松﨑泰教、深井悠貴
    • Industrial Property Rights Holder
      平井宏和、今野歩、松﨑泰教、深井悠貴
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-079298

URL: 

Published: 2024-12-25  

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