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
| Project/Area Number |
22K19480
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 51:Brain sciences and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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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)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| 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 |
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| Outline of Research at the Start |
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法により疾患関連遺伝子の発現制御を行う、効率的な疾患モデル霊長類の作出法を確立することを目的とする。具体的には、霊長類新生児において全脳的かつ高効率なニューロンへの遺伝子導入を実現するキャプシド改変型のアデノ随伴ウイルスベクターを利用して運動疾患および精神疾患モデルサルを作出する。モデルサルの症状変化を効率良く検出するため、マルチカメラ撮像システムとAIを利用した行動解析システムを開発し、自然行動から効率的に種々の障害を検出・評価することを可能とする。
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| 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。
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Report
(2 results)
Research Products
(59 results)
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[Journal Article] Multimodal imaging for validation and optimization of ion channel-based chemogenetics in nonhuman primates2023
Author(s)
Yuki Hori, Yuji Nagai, Yukiko Hori, Kei Oyama, Koki Mimura, Toshiyuki Hirabayashi, Ken-ichi Inoue, Masayuki Fujinaga, Ming-Rong Zhang, Masahiko Takada, Makoto Higuchi, Takafumi Minamimoto
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Journal Title
Journal of Neuroscience
Volume: 43
Issue: 39
Pages: 6619-6627
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Perturbation of monoamine metabolism and enhanced fear responses in mice defective in the regeneration of tetrahydrobiopterin2022
Author(s)
K Miyajima, Y Sudo, S Sanechika, Y Hara, M Horiguchi, F Xu, M Suzuki, S Hara, K Tanda, K Inoue, M Takada, N Yoshioka, H Takebayashi, M Mori-Kojima, M Sugimoto, C Sumi-Ichinose, K Kondo, K Takao, T Miyakawa, H Ichinose
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Journal Title
J Neurochemistry
Volume: 161(2)
Issue: 2
Pages: 129-145
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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