霊長類脳において導入遺伝子発現をモニターするための生体イメージング法の開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25640011
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高田 昌彦 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (00236233)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ウイルスベクター / 遺伝子導入 / 神経路 / イメージング / 霊長類

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、PETやMRIなどの生体イメージング法においてマーカーとなる遺伝子を利用し、霊長類の脳にウイルスベクターを用いて導入した外来遺伝子の発現状態をモニターする手法を確立することを第一の目的とする。また、この手法を、研究代表者らが最近開発した、特定の神経路を形成するニューロン群にのみ外来遺伝子を導入する神経路選択的遺伝子操作法に適用し、当該神経路の活動を操作する機能介入の影響を解析する際に、導入したターゲット遺伝子の発現状態をモニターすることによって、遺伝子導入の成否を事前に確認できる手段を提供することを第二の目的とする。さらに、これらの技術を発展させて、RNAi誘導による発現抑制系にも応用できる汎用的システムの構築を目指す。本研究の成果は、ターゲット遺伝子を発現する特定のニューロン群の効率的な生体イメージングを実現する手法として、広く遺伝子治療や再生医療の発展にも貢献できると考える。平成２６年度は前年度に開発、改良したレポーターシステムおよびウイルスベクターシステムを利用して、神経路選択的遺伝子導入ベクターシステムへのレポーター遺伝子の導入と最適化を実施し、レポーター遺伝子による発現状態の確認と薬剤導入による特定の神経路への機能介入を同時に実現する実験系の構築に成功した。さらに、イメージング結果と行動学的および組織学的解析結果との相関を調べることにより、本研究で確立した特定のニューロン群におけるターゲット遺伝子発現の機能的生体イメージング手法の有用性が明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Morphological study of the accommodative apparatus in the monkey eye. (2015)
  • Author(s): Hiraoka M, Inoue K, Senoo H, Takada M
  • Journal Title: Anat Rec Volume: 298 Pages: 630-636
  • DOI: 10.1002/ar.23100
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sporadic premature aging in a Japanese monkey: a primate model for progeria. (2014)
  • Author(s): Oishi T, Imai H, Go Y, Imamura M, Hirai H, Takada M
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 9 Pages: e111867
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0111867
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Contribution of RGMa inhibition to recovery of motor functions after spinal cord injury in macaques. (2015)
  • Author(s): Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
  • Organizer: 11th Goettingen Meeting of the German Neuroscience Society
  • Place of Presentation: ドイツ，ゲッティンゲン
  • Year and Date: 2015-03-19 – 2015-03-19
• [Presentation] 経路選択的な神経回路操作技術のマーモセット脳機能研究への応用 (2015)
  • Author(s): 高田昌彦
  • Organizer: 第4回マーモセット研究会
  • Place of Presentation: 犬山国際観光センターフロイデ（愛知県犬山市）
  • Year and Date: 2015-01-22 – 2015-01-22
  • Invited
• [Presentation] ウィ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 (2014)
  • Author(s): 高田昌彦
  • Organizer: システム神経科学セミナー
  • Place of Presentation: 国立精神・神経医療研究センター（東京都小平市）
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-15
  • Invited
• [Presentation] Enhanced functional recovery after spinal cord injury by inhibition of repulsive guidance molecule in macaques. (2014)
  • Author(s): Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
  • Organizer: VMT2014“Vision, Memory, Thought: how cognition emerges from neural network”
  • Place of Presentation: 伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] Past outcome monitoring and subsequent behavioral adjustment in the primate lateral habenula and anterior cingulate cortex during a reversal learning task. (2014)
  • Author(s): Kawai T, Yamada H, Sato N, Takada M, Matsumoto M
  • Organizer: VMT2014“Vision, Memory, Thought: how cognition emerges from neural network”
  • Place of Presentation: 伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] Systemic delivery of an AAV vector in neonatal macaques results in widespread gene transduction into neurons throughout the brain. (2014)
  • Author(s): Inoue K, Kimura K, Yasukouchi R, Sugawara N, Okuda Y, Fujiwara M, Takada M
  • Organizer: VMT2014“Vision, Memory, Thought: how cognition emerges from neural network”
  • Place of Presentation: 伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] Effectiveness of inhibition of the repulsive guidance molecule, RGMa on the functional recovery following spinal cord injury in macaques. (2014)
  • Author(s): Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
  • Organizer: 第44回北米神経学会大会（ＳＦＮ）
  • Place of Presentation: ワシントンＤＣ，ＵＳＡ
  • Year and Date: 2014-11-19 – 2014-11-19
• [Presentation] Distinct cortical and subcortical networks drive myoclonic and vocal tics in the nonhuman primate model of Tourette syndrome: A PET and electrophysiological study. (2014)
  • Author(s): K. W. McCairn, Nagai Y, Hori Y, Iriki A, Takada M, Minamimoto T, Isoda M, Matsumoto M
  • Organizer: 第44回北米神経学会大会（ＳＦＮ）
  • Place of Presentation: ワシントンＤＣ，ＵＳＡ
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-18
• [Presentation] Enhancement of INaP-mediated resonance by mGluR-I activation induces burst firing in mesencephalic trigeminal sensory neurons. (2014)
  • Author(s): Kang Y, Chung G, Saito M, Takada M, Bae Y, Kim J, Oh S
  • Organizer: 第44回北米神経学会大会（ＳＦＮ）
  • Place of Presentation: ワシントンＤＣ，ＵＳＡ
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-18
• [Presentation] Intravascular administration of an AAV vector to neonatal macaques results in widespread gene transduction into neurons throughout the primate brain. (2014)
  • Author(s): Inoue K, Kimura K, Yasukochi R, Sugawara N, Okuda Y, Fujiwara M, Takada M
  • Organizer: 第44回北米神経学会大会（ＳＦＮ）
  • Place of Presentation: ワシントンＤＣ，ＵＳＡ
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-18
• [Presentation] Brain shrinkage and reduced nerve conduction velocity in a progeroid-like macaque monkey. (2014)
  • Author(s): Oishi T, Imai H, Go Y, Hirai H, Takada M
  • Organizer: 第44回北米神経学会大会（ＳＦＮ）
  • Place of Presentation: ワシントンＤＣ，ＵＳＡ
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-17
• [Presentation] In vivo PET imaging of the behaviorally active designer receptor in macaque monkeys. (2014)
  • Author(s): Nagai Y, Kikuchi E, W. Lerchner, Inoue K, Oh-nishi A, Kaneko H, Kato Y, Hori Y, B. Ji, Kumata K, M. Zhang , Aoki I, Suhara T, Takada M, Higuchi M, B. J. Richmond, Minamimoto T
  • Organizer: 第44回北米神経学会大会（ＳＦＮ）
  • Place of Presentation: ワシントンＤＣ，ＵＳＡ
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-17
• [Presentation] 狂犬病ウイルスを駆使した多シナプス性神経ネットワークの解析 (2014)
  • Author(s): 高田昌彦
  • Organizer: 分子精神神経薬理学研究セミナー
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-07
  • Invited
• [Presentation] マカクザル脳における加齢に伴うアミロイドβ蛋白の蓄積変化 (2014)
  • Author(s): 木村活生，井上謙一，田中章景，高田昌彦
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-13 – 2014-09-13
• [Presentation] ニホンザルが示した神経系等の早老症的症状 (2014)
  • Author(s): 大石高生，今井啓雄，郷康広，平井啓久，高田昌彦
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-13 – 2014-09-13
• [Presentation] DREADDを用いたサルの行動制御とPET生体内イメージング (2014)
  • Author(s): 永井裕司，菊池瑛理佳，Walter Lerchner，井上謙一，大西新，金子博之，加藤陽子，堀由紀子，季斌，熊田勝志，張明栄，青木伊知男，須原哲也，高田昌彦，樋口真人，Barry J Richmond，南本敬史
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-13 – 2014-09-13
• [Presentation] 脊髄損傷からの回復過程における皮質脊髄路の再編 (2014)
  • Author(s): 澤田真寛，吉野－斎藤 紀美香，二宮太平，大石高生，山下俊英，高田昌彦，尾上浩隆，西村幸男，伊佐正
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-12
• [Presentation] AAVベクターによる霊長類新生児への全脳的遺伝子導入 (2014)
  • Author(s): 井上謙一，木村 活生，安河内 竜二，菅原 直也，小笠原 宇弥，奥田 泰弘，藤原 真紀，高田昌彦
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-12
• [Presentation] サル脊髄損傷後の運動機能回復と神経再生におけるRGMの役割 (2014)
  • Author(s): 中川浩，二宮太平，高田昌彦，山下俊英
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-11
• [Presentation] 運動課題遂行中のサルにおける淡蒼球ニューロン活動のグルタミン酸およびGABA作動性調節 (2014)
  • Author(s): 金子将也，畑中伸彦，高良沙幸，高田昌彦，南部篤
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-11
• [Presentation] 報酬履歴と行動切替に関わる外側手綱核と前部帯状皮質の異なる神経表現 (2014)
  • Author(s): 川合隆嗣，山田洋，佐藤暢哉，高田昌彦，松本正幸
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-11
• [Presentation] 霊長類モデルを用いた今後の研究展開 (2014)
  • Author(s): 高田昌彦
  • Organizer: ワークショップ「システム神経科学の将来展望」
  • Place of Presentation: ホテル鞠水亭（静岡県浜松市）
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-08-30
• [Presentation] パーキンソン病モデルサルにおける大脳皮質－大脳基底核経路の情報伝達異常 (2014)
  • Author(s): 高田昌彦
  • Organizer: 第39回日本大脳基底核研究会
  • Place of Presentation: 青森国際ホテル（青森県青森市）
  • Year and Date: 2014-08-23 – 2014-08-23
• [Presentation] 黒質ドーパミン神経細胞への外来遺伝子導入によるパーキンソン病の予防的治療戦略 (2014)
  • Author(s): 高田昌彦
  • Organizer: 第10回横浜パーキンソン病治療研究会
  • Place of Presentation: 崎陽軒本店マンダリンイースト（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-07-16 – 2014-07-16
  • Invited
• [Presentation] 手指屈筋由来の運動ニューロン分布とサル脊髄損傷後の手指機能回復について (2014)
  • Author(s): 中川浩，二宮太平，高田昌彦，山下俊英
  • Organizer: 第49回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [Book] Clinical neuroscience 「メインテーマ 脳のゆらぎ・同期・オシレーション」 (2014)
  • Author(s): 井上謙一，高田昌彦
  • Total Pages: 840
  • Publisher: 中外医学社
• [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