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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ウイルスベクターシステムを駆使した線条体入力系の構造─機能連関の解明

Research Project

Project/Area Number 25250003
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

高田 昌彦  京都大学, 霊長類研究所, 教授 (00236233)

Project Period (FY) 2013-10-21 – 2016-03-31
Keywords神経回路 / 大脳基底核 / 線条体 / ウイルスベクター / 霊長類
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、さまざまなウイルスベクターを利用した先端的神経ネットワーク解析システムを確立し、霊長類の大脳基底核を巡る神経ネットワークの構造と機能を明らかにすることを目的としている。
平成27年度は、まず前年度から進めてきた「高発現型multi-color狂犬病ウイルスベクターを用いた前頭葉皮質への多シナプス性出力様式と皮質―線条体入力様式に基づく線条体の機能マッピング」に関する研究計画を継続している。新規に導入したデジタルスライド解析装置を用いて、4種類の蛍光蛋白質をそれぞれ発現する狂犬病ウイルスベクターを異なる前頭前野領域に注入したマカクザルにおいて、二次および三次ニューロンとして各蛍光蛋白質でラベルされた淡蒼球内節・黒質網様部ニューロンあるいは線条体ニューロンの分布、および複数の蛍光蛋白質で多重ラベルされた単一ニューロンの分布を解析している。また、「線条体の特定の部位に入力するニューロンの入出力解析法の確立」についても、前年度から進めてきたマーカー蛋白質のリーク発現を低減した逆行性感染型レンチウイルス(rLV)ベクターとアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを組み合わせた遺伝子改変サルモデルの作製に関する研究計画を継続している。
「線条体の特定の部位に入力する視床および黒質のニューロン群の入出力解析」については、上記と同様の入出力解析法により、遺伝子改変サルモデルの作製に関する研究計画を進めている。「視床、黒質、前頭葉皮質から線条体の特定の部位に入力する神経路に対する機能介入」について、Tet-On発現制御法を用いた神経路選択的開口放出阻害により、テトラサイクリン応答配列の下流にテタヌストキシン軽鎖遺伝子を組み込んだrLVベクターを線条体に、改変逆テトラサイクリンアクチベータを発現するAAVベクターを黒質に注入してパーキンソン病サルモデルを作製することを検討している。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (35 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 4 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Distributions of glutamatergic, GABAergic, and glycinergic neurons in the auditory pathways of macaque monkeys.2016

    • Author(s)
      Ito T, Inoue K, Takada M
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 310 Pages: 128-151

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2015.09.041.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origins of multisynaptic projections from the basal ganglia to the forelimb region of the ventral premotor cortex in macaque monkeys.2016

    • Author(s)
      Ishida H, Inoue K, Takada M, Hoshi E
    • Journal Title

      Eur J Neurosci

      Volume: 43 Pages: 258-269

    • DOI

      10.1111/ejn.13127.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A primary role for nucleus accumbens and related limbic network in vocal tics.2016

    • Author(s)
      McCairn KW, Nagai Y, Hori Y, Ninomiya T, Kikuchi E, Lee J-Y, Suhara T, Iriki A, Minamimoto T, Takada M, Isoda M, Matsumoto M
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 89 Pages: 300-307

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2015.12.025.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Generation of resonance-dependent oscillation by mGluR-I activation switches single spiking to bursting in mesencephalic trigeminal sensory neurons.2015

    • Author(s)
      Chung G, Saito M, Kawano T, Lee S, Takada M, Bae Y.C, Oh S.B, Kang Y
    • Journal Title

      Eur J Neurosci

      Volume: 41 Pages: 998-1012

    • DOI

      10.1111/ejn.12858

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reorganization of corticospinal tract fibers after spinal cord injury in adult macaques.2015

    • Author(s)
      Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 5 Pages: 11986

    • DOI

      10.1038/srep11986

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neuronal and behavioral modulations by pathway-selective optogenetic stimulation of the primate oculomotor system.2015

    • Author(s)
      Inoue K, Takada M, Matsumoto M
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 6 Pages: 8378

    • DOI

      10.1038/ncomms9378

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Roles of the lateral habenula and anterior cingulate cortex in negative outcome monitoring and behavioral adjustment in nonhuman primates.2015

    • Author(s)
      Kawai T, Yamada H, Sato N, Takada M, Matsumoto M
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 88 Pages: 792-804

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2015.09.030.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ウイルスベクターを用いた外来遺伝子導入による疾患モデル霊長類の開発2016

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Organizer
      都医学研セミナー
    • Place of Presentation
      東京都医学総合研究所(東京都世田谷区)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-18
    • Invited
  • [Presentation] Neuronal and behavioral modulations by pathway-selective optogenetic stimulation of the primate oculomotor system2016

    • Author(s)
      Inoue K, Takada M, Matsumoto M
    • Organizer
      International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-03-03 – 2016-03-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reorganization of corticospinal tract fibers in a primate model for spinal cord injury2016

    • Author(s)
      Nakagawa H, Yamashita T, Takada M
    • Organizer
      International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-03-03 – 2016-03-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ウイルスベクターを用いた霊長類脳への外来遺伝子導入法とその応用2016

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Organizer
      新潟大学脳研究所-生理研合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構(愛知県岡崎市)
    • Year and Date
      2016-03-01 – 2016-03-02
  • [Presentation] 大脳基底核の出力系、特に脳幹への下降性出力の構築様式と機能的意義2016

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Organizer
      第14回ジストニア研究会
    • Place of Presentation
      学士会館(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2016-01-17 – 2016-01-17
    • Invited
  • [Presentation] 神経回路研究の変遷と今後の霊長類研究2015

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Organizer
      生理研研究会2015「行動システム脳科学の新展開」
    • Place of Presentation
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • Year and Date
      2015-12-04 – 2015-12-04
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子変異に基づく精神・神経疾患霊長類モデルの開発に向けて2015

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Organizer
      第6回脳表現型の分子メカニズム研究会、第10回IGC、第6回COCORO合同会議
    • Place of Presentation
      コンベンションルームAP品川アネックス(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-11-15 – 2015-11-15
  • [Presentation] Development in a novel maze-task device for macaques to explore the neural mechanisms underlying motor skill learning.2015

    • Author(s)
      Yasukochi R, Inoue K, Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      シカゴ(USA)
    • Year and Date
      2015-10-21 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Outcome monitoring and behavioral adjustment by putative pyramidal neurons and interneurons in the primate anterior cingulate cortex during a reversal learning task.2015

    • Author(s)
      Kawai T, Yamada H, Sato N, Takada M, Matsumoto M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      シカゴ(USA)
    • Year and Date
      2015-10-20 – 2015-10-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spontaneously emerging Parkinsonism-cerebellar syndrome in a subspecies of japanese macaque (macaca fuscata yakui): a potential analogue of multiple system atrophy.2015

    • Author(s)
      K.W.McCairn, Nagai Y, Kimura K, Go Y, Inoue K, Isoda M, Minamimoto T, Matsumoto M, Ninomiya T, Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      シカゴ(USA)
    • Year and Date
      2015-10-19 – 2015-10-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The pattern of reinnervation of sprouting corticospinal tract fibers after spinal cord injury in macaques.2015

    • Author(s)
      Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      シカゴ(USA)
    • Year and Date
      2015-10-19 – 2015-10-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Layer-specific inputs from the supplementary motor area and the dorsal premotor cortex to the primary motor cortex in macaques.2015

    • Author(s)
      Ninomiya T, Hoshi E, Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      シカゴ(USA)
    • Year and Date
      2015-10-19 – 2015-10-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optogenetic stimulation of the pathway from the frontal eye field to the superior colliculus evokes neuronal and behavioral modulations in monkeys.2015

    • Author(s)
      Inoue K, Takada M, Matsumoto M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      シカゴ(USA)
    • Year and Date
      2015-10-19 – 2015-10-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Midbrain dopamine neurons signal whether planned eye movements are successfully2015

    • Author(s)
      Ogasawara T, Takada M, Matsumoto M
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      シカゴ(USA)
    • Year and Date
      2015-10-18 – 2015-10-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Recruitment of calbindin into nigral dopaminergic neurons prevents from MPTP-induced parkinsonism.2015

    • Author(s)
      Takada M, Inoue K, Miyachi S
    • Organizer
      2nd World Congress on NeuroTherapeutics
    • Place of Presentation
      Prague(Czech Republic)
    • Year and Date
      2015-09-03 – 2015-09-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Origins of multisynaptic projections from the basal ganglia to the ventral premotor cortex in macaque monkeys.2015

    • Author(s)
      Ishida H, Inoue K, Takada M, Hoshi E
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-30 – 2015-07-30
  • [Presentation] Abnormal information flow through the cortico-basal ganglia circuits in MPTP-treated parkinsonian monkeys.2015

    • Author(s)
      Chiken S, Takada M, Nambu A
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-30 – 2015-07-30
  • [Presentation] A comparative analysis of vocal and myoclonic tics in a monkey model of Tourette syndrome: a PET and electrophysiological study.2015

    • Author(s)
      K.W.MacCairn, Nagai Y, Hori Y, Kikuchi W, Auhara T, Minamimoto T, Iriki A, Takada M, Isoda M, Matsumoto M
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-30 – 2015-07-30
  • [Presentation] Development of a novel device for elucidating the neural mechanisms of motor skill learning in macaques.2015

    • Author(s)
      Yasukochi R, Inoue K, Takada M
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-29 – 2015-07-29
  • [Presentation] Reinnervation of corticospinal tract fibers after spinal cord injury in macaques.2015

    • Author(s)
      Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-29 – 2015-07-29
  • [Presentation] Oculomotor manipulations by pathway-selective optogenetics in nonhuman primates.2015

    • Author(s)
      Inoue K, Fujiwara M, Yasukochi R, Nagaya K, Takada M
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-29 – 2015-07-29
  • [Presentation] Role of dopamine signals in response inhibition.2015

    • Author(s)
      Ogasawara T, Takada M, Matsumoto M
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-28
  • [Presentation] Protection against MPTP-induced parkinsonianinsults by calbindin recruitment into nigrostriatal dopamine neurons using recombinant viral vectors.2015

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Organizer
      第21回日本遺伝子治療学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2015-07-26 – 2015-07-26
    • Invited
  • [Presentation] Reorganization of corticospinal tract fibers after spinal cord injury in macaques2015

    • Author(s)
      Nakagawa H,Ninomiya T,Yamashita T,Takada M
    • Organizer
      第50回日本理学療法学術大会
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム、東京
    • Year and Date
      2015-06-05 – 2015-06-05
  • [Book] 生体の科学「特集 脳と心の謎はどこまで解けたか」2015

    • Author(s)
      川合隆嗣、山田洋、佐藤暢哉、高田昌彦、松本正幸
    • Total Pages
      130
    • Publisher
      医学書院
  • [Book] Clinical Neuroscience「メインテーマ 脳の見える化─構造編 伝導路を見る」2015

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Total Pages
      130
    • Publisher
      中外医学社
  • [Book] 脳神経外科診療プラクティス6「脳神経外科医が知っておくべきニューロサイエンスの知識」2015

    • Author(s)
      高田昌彦
    • Total Pages
      236
    • Publisher
      文光堂
  • [Remarks] 京都大学霊長類研究所・統合脳システム分野 ホームページ

    • URL

      http://www.pri.kyoto-u.ac.jp/sections/systems_neuroscience/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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