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2023 Fiscal Year Annual Research Report

全脳的遺伝子導入による霊長類疾患モデル動物作成法の確立

Research Project

Project/Area Number 22K19480
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

井上 謙一  京都大学, ヒト行動進化研究センター, 助教 (90455395)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywords霊長類 / ウイルスベクター / 疾患モデル / 行動解析 / モーションキャプチャ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、進化的にヒトに近縁な実験動物であるサル類において、改変ウイルスベクターを用いた全脳的な遺伝子導入による疾患関連遺伝子の発現制御などの効率的な疾患モデル霊長類の作出法、およびAIを利用したモデル動物の症状の効率的かつ定量的な解析法を確立することを目的とする。
今年度は、8台同期カメラによる同期撮像ビデオに対し、サル検出AI、個体識別AI、特徴点推定AIの3つのAIを組み合わせて個々の映像解析を行い、複数のカメラ情報の統合に姿勢の類似性などを利用するcross-view matching法を利用し、また間接長一定などの拘束条件によるスムージングを行うことにより、多個体3Dマーカーレスモーションキャプチャーを高精度で行なうアルゴリズムをマカクサルおよびマーモセットにおいて確立した。さらに、得られる三次元モーションデータを解析することで、自動的かつ定量的な病態解析や社会行動解析が実現出来ることを実証し、それらの結果を論文として投稿した。また、MPTP投与やα-シヌクレイン遺伝子およびα-シヌクレインフィブリル投与によるマカクサルおよびマーモセットのパーキンソン病モデルを作出し、機械学習による運動症状の自動解析法を開発して、、パーキンソン病のいくつかの症状を定量することに成功した。さらに、マカクサル統合失調症もでるおよびマーモセット自閉症モデルを作出し、その社会行動解析を開始した。

  • Research Products

    (29 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] BBB opening with focused ultrasound in nonhuman primates and Parkinson窶冱 disease patients: targeted AAV vector delivery and PET imaging.2023

    • Author(s)
      Blesa J; Pineda-Pardo JA; Inoue K; Gasca-Salas C; Balzano T; del Rey NL-G; Reinares-Sebastian A; Esteban-Garcia N; Rodriguez-Rojas R; Marquez R; Ciorraga M; del Alamo M; Garcia-Caテアamaque L; de Aguiar SR; Rachmilevitch I; Trigo-Damas I; Takada M; Obeso JA
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Pages: 16

    • DOI

      10.1126/sciadv.adf4888

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Environmental context-dependent activation of dopamine neurons via putative amygdala-nigra pathway in macaques.2023

    • Author(s)
      Maeda K; Inoue K; Takada M; Hikosaka O
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 2282

    • DOI

      10.1038/s41467-023-37584-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A light-gated cation channel with high reactivity to weak light2023

    • Author(s)
      Hososhima S; Ueno S; Okado S; Inoue K; Konno M; Yamauchi Y; Inoue K; Terasaki H; *Kandori H; Tsunoda SP.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 7625

    • DOI

      10.1038/s41598-023-34687-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A mosaic adeno-associated virus vector as a versatile tool that exhibits high levels of transgene expression and neuron specificity in primate brain.2023

    • Author(s)
      Kimura K; Nagai Y; Hatanaka G; Fang Y; Tanabe S; Zheng A; Fujiwara M; Nakano M; Hori Y; Takeuchi RF; Inagaki M; Minamimoto T; Fujita I; Inoue K; Takada M
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 4762

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40436-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multimodal imaging for validation and optimization of ion channel-based chemogenetics in nonhuman primates.2023

    • Author(s)
      Hori Y; Nagai Y; Hori Y; Oyama K; Mimura K; Hirabayashi T; Inoue K; Fujinaga M; Xhang MR; Takada M; Higuchi M; Minamimoto T.
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: 43(39) Pages: 6619-6627

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0625-23.2023

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Generation of a marmoset model for neurodevelopmental disorders through brain-wide transgene delivery in neonates2024

    • Author(s)
      Xincheng Zhao; Takaaki Kaneko; Kei Kimura; Wanyi Lu; Satoshi Nonomura; Takanobu Nakazawa; Ryota Hashimoto; Ken-ichi Inoue; Masahiko Takada
    • Organizer
      3施設合同シンポジウム
  • [Presentation] ウイルスベクター入門2024

    • Author(s)
      井上 謙一
    • Organizer
      第5回サル脳新技術研究会
    • Invited
  • [Presentation] A fluorescent dopamine sensor reveals distinct signals on reward prediction error and expected reward value in the primate putamen and caudate nucleus2023

    • Author(s)
      Yan G; Amita H; Nonomura S; Inoue K; Takada M
    • Organizer
      XIVth Meeting for International Basal Ganglia Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Medial prefrontal cortex neuron negatively controls action switch based on diminishing reward in rats2023

    • Author(s)
      Nonomura S; Takayasu T; Kaneko T; Amita H; Inoue K; Takada M
    • Organizer
      XIVth Meeting for International Basal Ganglia Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optogenetic activation of somatosensory afferents in non-human primates by systemic AAV administration2023

    • Author(s)
      Kosugi A; Kudo M; Inoue K; Takada M; Seki K
    • Organizer
      Motor Control: Spinal Circuits and Beyond 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウス CD25特異的組換え体イムノトキシンを利用したコモンマーモセット脳内神経細胞種の選択的ターゲティング2023

    • Author(s)
      小林 とも子、加藤 成樹、菅原 正晃、小澤 龍彦、井上 謙一、高田 昌彦、恩田 正徳、小林 和人
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] A versatile tool for automated quantification of natural/social behaviors in the common marmosets2023

    • Author(s)
      Xincheng Zhao; Takaaki Kaneko; Jumpei Matsumoto; Wanyi Lu; Louie Ueno; Takao Oishi; Kensuke Ikenaka; Kousuke Baba;Hisao Nishijo; Hideki Mochizuki; Ken-ichi Inoue; Masahiko Takada
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] Behavioral adjustment to others’ internal states in the common marmosets under a food competition task2023

    • Author(s)
      Wanyi Lu; Takaaki Kaneko; Jumpei Matsumoto; Xincheng Zhao; Louie Ueno; Takao Oishi; Ken-ichi Inoue; Masahiko Takada
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 概日時計によって制御される哺乳類の記憶・学習2023

    • Author(s)
      清水 貴美子、井上 謙一、小林 洋大、大石 高生、高田 昌彦、今井 啓雄、深田 吉孝
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 報酬の漸減に基づいた行動選択に関わる内側前頭前皮質からの情報伝達2023

    • Author(s)
      野々村 聡、兼子 峰明、網田 英敏、井上 謙一、高田 昌彦
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 動機づけ課題中の霊長類大脳皮質神経活動への自発的な体動の寄与2023

    • Author(s)
      瀬原 慧祐、近藤 将史、蝦名 鉄平、平山 由香、寺田 晋一郎、正水 芳人、高司 雅史、渡我部 昭哉、井上 謙一、山森 哲雄、松崎 政紀
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] マカクザルの前部帯状皮質から中脳中心灰白質への局在投射2023

    • Author(s)
      曽我 ゆふき、吉野 倫太郎、木村 慧、大原 慎也、中村 晋也、井上 謙一、髙田 昌彦、筒井 健一郎
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] Diurnal rhythm of Learning and memory regulated by SCOP in mice and nonhuman primates2023

    • Author(s)
      Shimizu K; Inoue K; Oishi T; Takada M; Imai H; Fukada Y
    • Organizer
      11th IBRO World Congress of Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 化学遺伝学的手法を用いた神経活動抑制によるデフォルトモードネットワーク変容とその理解2023

    • Author(s)
      堀 祐樹、永井 裕司、小山 佳、新田 展大、柴田 さやか、堀 由紀子、岩沖 晴彦、張 明栄、井上 謙一、高田 昌彦、小畠 隆行、樋口 真人、平林 敏行、南本 敬史
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
  • [Presentation] Selective silencing of the ventral striatum-ventral pallidum pathway enhances approach choices and motivational states under approach-avoidance conflict in nonhuman primates2023

    • Author(s)
      Oh J; Amemori S; Inoue K; Kimura K; Takada M; Amemori K
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Behavioral adjustment in response to others’ internal state in common marmosets: AI based quantification using neural networks that predict the internal state solely from actions.2023

    • Author(s)
      Lu W; Kaneko T; Matsumoto J; Zhao X; Ueno L; Oishi T; Inoue K; Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neural representations of medial prefrontal cortex neurons projecting to the striatum for diminishing reward-based action switch2023

    • Author(s)
      Nonmura S; Kaneko T; Amita H; Inoue K; Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Parvalbumin-positive neuron-selective gene transduction into the monkey striatum2023

    • Author(s)
      Zheng A; Kimura K; Nagai Y; Fujiwara M; Nakano M; Nagayasu K; K Inoue K; Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterizing the functional role of Interhemispheric Connections in value decisions using optical tools.2023

    • Author(s)
      Gopal PAA; You X; C. Mejias-Aponte C; Inoue K; Takada M; Hikosaka O
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dopamine signals transmitted to different subregions of the primate striatum during economic decision-making2023

    • Author(s)
      Duo Z; Wang Y; Nejime M; Kunimatsu J; Amita H; Inoue K; Takada M; Yamada H; Matsumoto M
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An AI system for quantification of common marmoset natural behaviors using markerless 3D pose estimation2023

    • Author(s)
      Zhao X; Kaneko T; Matsumoto J; Wanyi L; Ueno L; Oishi T; Ikenaka K; Baba K; Nishijo H; Mochizuki H; Inoue K; Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optogenetic Tagging of the Oculomotor Pathway in Non-Human Primates2023

    • Author(s)
      Yu X; Gopal PAA; Inoue K; Takada M; Hikosaka O
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 越シナプストレーシングによる霊長類大脳皮質―大脳基底核ループ回路の構造解析2023

    • Author(s)
      井上 謙一
    • Organizer
      生理研研究会「多次元脳形態研究会
    • Invited
  • [Book] Annual Review 神経 20232023

    • Author(s)
      井上 謙一
    • Total Pages
      339
    • Publisher
      中外医学社
    • ISBN
      978-4-498-42800-3

URL: 

Published: 2024-12-25  

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