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2016 Fiscal Year Annual Research Report

神経回路の選択的可視化と操作を実現するウイルスベクターシステムの開発

Publicly Offered Research

Project AreaMechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation
Project/Area Number 15H01431
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

井上 謙一  京都大学, 霊長類研究所, 助教 (90455395)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords神経科学 / 脳・神経 / バイオテクノロジー / ウイルスベクター / 霊長類
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、新規に開発する逆行性感染型ウイルスベクターや順行性感染型ウイルスベクターを利用して、特定の神経回路を構成するニューロン集団の選択的可視化や活動操作をおこなう新規手法を開発し、霊長類において神経回路の機能シフト研究をおこなうための基盤技術を確立するためのシステム開発研究を行っている。今年度は、まずジャンクションが最適化されたキメラエンベロープタンパク質を利用した逆行性感染型レンチウイルスベクター(FuG-E型)の霊長類神経系における感染動態を従来型(FuG-C型)と比較し、FuG-E型レンチウイルスベクターが霊長類においてFuG-C型の約2倍の逆行性感染能を有することを明らかにした論文を発表した。また、FuG-E型とHiRetベクターであるFuG-B2型の霊長類(マカク・マーモセット)およびげっし類(ラット)における感染動態や注入部位における免疫反応などの差異を線条体注入系と皮質注入系において明らかにした(論文準備中)。一方、独自に開発した狂犬病ウイルスベクターのゲノム改変によって作成した、ゲノム複製能や外来遺伝子発現量が異なる複数の感染伝播能欠損型ベクターの性状解析を行い、低細胞毒性型、長期発現型の伝播能欠損型狂犬病ウイルスベクターの開発を進めた。さらに、霊長類における化学遺伝学(DREADD法)の適用に成功し、薬剤(CNO)の血中投与により、吻内側尾状核ニューロンの活動を選択的に抑制すると、報酬課題において行動変化が生じることを確認した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (25 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Visuomotor signals for reaching movements in the rostro-dorsal sector of the monkey thalamic reticular nucleus.2017

    • Author(s)
      Saga Y, Nakayama Y, Inoue K, Yamagata T, Hashimoto M, Tremblay L, Takada M, Hoshi E
    • Journal Title

      Eur J Neurosci

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1111/ejn.13421

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The use of an optimized chimeric envelope glycoprotein enhances the efficiency of retrograde gene transfer of a pseudotyped lentiviral vector in the primate brain.2017

    • Author(s)
      Tanabe S, Inoue K, Tsuge H, Uezono S, Nagaya K, Fijiwara M, Kato S, Kobayashi K, Takada M
    • Journal Title

      Neurosci Res

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.02.007

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Propagated but Topologically Distributed Forebrain Neurons Expressing Alpha-Synuclein in Aged Macaque.2016

    • Author(s)
      Kimura K,Inoue K, Kuroiwa Y, Tanaka F, Takada M
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 11 Pages: e0166861

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0166861

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PET imaging-guided chemogenetic silencing reveals a critical role of the rostromedial caudate in reward evaluation in monkeys.2016

    • Author(s)
      Nagai Y, Kikuchi E, Lerchner W, Inoue K, Ji B, Eldridge MAG, Kaneko H, Kimura Y, Oh-Nishi A, Hori Y, Kato Y, Kumata K, Zhang M-R, Aoki I, Suhara T, Takada M, Higuchi M, Richmond BJ, Minamimoto T
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 7 Pages: 13605

    • DOI

      10.1038/ncomms13605

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 狂犬病ウイルスベクターを用いた逆行性越シナプス的ラベル法によるマーモセット帯状皮質への入力様式の解明:大脳基底核からの入力について2017

    • Author(s)
      上園志織、柘植仁美、田辺創思、藤原真紀、長屋七奈、長屋清美、井上謙一、高田昌彦
    • Organizer
      第112回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎
    • Year and Date
      2017-03-29 – 2017-03-29
  • [Presentation] Prevention of MPTP-induced parkinsonism by recruitment of calbindin into nigral dopamine neurons.2017

    • Author(s)
      Inoue K, Miyachi S, Nishi K, Okado H, Nagai Y, Minamimoto T, Nambu A, Takada M
    • Organizer
      the 12th International Basal Ganglia Society Meeting, IBAGS 2017.
    • Place of Presentation
      Merida, Mexico
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ウイルスベクターを利用した霊長類における神経ネットワーク操作2017

    • Author(s)
      井上謙一
    • Organizer
      第6回 生理研-霊長研-脳研 合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      新潟大学脳研究所統合脳機能研究センター、新潟
    • Year and Date
      2017-03-10 – 2017-03-10
    • Invited
  • [Presentation] The lentiviral vector pseudotyped with FuG-E glycoprotien is more suitable, compared with FuG-B2, for retrograde gene transfer in the cortical input system of primate brains.2016

    • Author(s)
      Tsuge H, Uezono S, Tanabe S, Fujiwara M, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K, Takada M
    • Organizer
      第6回マーモセット研究会
    • Place of Presentation
      東京大学, 東京
    • Year and Date
      2016-12-12 – 2016-12-12
  • [Presentation] Differences in efficiency of retrograde gene transfer and cytotoxity between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in primate brains.2016

    • Author(s)
      Sugawara M, *Tanabe S, Uezono S, Tsuge H, Fujiwara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Inoue K, Takada M, Kobayashi K
    • Organizer
      第6回マーモセット研究会
    • Place of Presentation
      東京大学, 東京
    • Year and Date
      2016-12-12 – 2016-12-12
  • [Presentation] Studying the structure and function of primate brain by using viral vectors2016

    • Author(s)
      Inoue K
    • Organizer
      The 7th International Neural Microcircuit Conference
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター, 岡崎
    • Year and Date
      2016-12-08 – 2016-12-08
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Manipulation of primate neural networks by means of modified viral vectors2016

    • Author(s)
      Inoue K
    • Organizer
      NHP Chemogenetics Workshop
    • Place of Presentation
      National Institute of Health, Bethesda, USA
    • Year and Date
      2016-12-01 – 2016-12-02
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Use of an optimized chimeric envelope glycoprotein enhances the efficiency of retrograde gene transfer of a pseudotyped lentiviral vector in the primate brain.2016

    • Author(s)
      Fujiwara M, Tanabe S, Tsuge H, Uezono S, Nagaya K, Sugawara M, Kato S, Kobayashi K, *Inoue K, Takada M
    • Organizer
      Neuroscience 2016
    • Place of Presentation
      San Diego、USA
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multisynaptic projections from the basal nucleus of the amygdala to the ventral premotor cortex in macaque monkeys.2016

    • Author(s)
      Ishida H, Inoue K, Takada M, Hoshi E
    • Organizer
      Neuroscience 2016
    • Place of Presentation
      San Diego、USA
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 霊長類におけるウイルスベクターを利用した神経回路の光操作2016

    • Author(s)
      井上謙一
    • Organizer
      ルミノジェネティクス研究会
    • Place of Presentation
      KKRホテル熱海、熱海
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-23
  • [Presentation] Comparison of efficiency of retrograde gene transfer between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in primate brains: Cortical input system.2016

    • Author(s)
      Tsuge H, Uezono S, Tanabe S, Fujiwara M, Nagaya K, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K, Takada M
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-22
  • [Presentation] Comparison of the efficiency of retrograde gene transfer between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in primate brains: Striatal input system.2016

    • Author(s)
      Tanabe S, Uezono S, Tsuge H, Fujiwara M, Nagaya K, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K,
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-22
  • [Presentation] Use of an optimized chimeric envelope glycoprotein for enhancement of the efficiency of retrograde gene transfer of a pseudotyped lentiviral vector in the primate brain.2016

    • Author(s)
      Inoue K, Tanabe S, Tsuge H, Ueno T, Nagaya K, Fujiwara M, Sugawara M, Kato S, Kobayashi K, Takada M
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-22
  • [Presentation] In vivo electrophysiological evaluation of chanelrhodopsin-2-expressed dorsal root ganglion neurons in adults rats.2016

    • Author(s)
      Seki K, S Wupuer, Umeda T, Inoue K, Kudo M, Takada M
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-22
  • [Presentation] Differential adeno-associated virus mediated gene transfer to dorsal root ganglion neurons with different size in common marmosets.2016

    • Author(s)
      Kudo M, S Wupuer, Inoue K, Takada M, Seki K
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-22
  • [Presentation] Motivation center in the ventral midbrain directly activates the descending motor pathways via the primary motor cortex.2016

    • Author(s)
      Suzuki M, Inoue K, Nakagawa H, Takada M, Isa T, Nishimura Y
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-21 – 2016-07-21
  • [Presentation] Origin of multisynaptic projections from the amygdala to the forelimb region of the ventral premotor cortex in macaque monkeys.2016

    • Author(s)
      Ishida M, Inoue K, Takada M, Hoshi E
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-21 – 2016-07-21
  • [Presentation] Investigations of spontaneously naturally emerging parkinsonism-cerebellar syndromein an aged Japanese macaque (Macaca fuscata yakui): a potential analogue of multiplesystem atrophy.2016

    • Author(s)
      K.W. McCairn, Ninomiya T, Nagai Y, Go Y, Inoue K, Kimura K, Matsumoto M, Minamimoto M, Isoda M, Takada M
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-21 – 2016-07-21
  • [Presentation] Primate models for elucidating the circuit pathology of nigrostriatal dopamine system2016

    • Author(s)
      Inoue K
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会サテライトシンポジウム:大脳基底核の機能と疾患:基礎と臨床
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜,横浜
    • Year and Date
      2016-07-19 – 2016-07-19
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Gene Therapy for Neurological Disorders: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, vol 1382 (Manfredsson FP, ed)2016

    • Author(s)
      Kobayashi K, Kato S, Inoue K, Takada M, Kobayashi K
    • Total Pages
      493 (175-186)
    • Publisher
      Springer
  • [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: 2018-01-16  

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