アデノ随伴ウイルスキャプシドタンパク改変による新規感染指向性の獲得

• 研究課題/領域番号: 15K14333
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 日置 寛之 京都大学, 医学研究科, 助教 (00402850)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 神経科学 / 神経回路網 / アデノ随伴ウイルス / キャプシド / 特異的感染

研究成果の概要

AAVキャプシドタンパクの改変により、ウイルスベクター単独で神経細胞種特異的・神経経路特異的な遺伝子導入を可能にする技術開発を行う。戦略はシンプルであり、以下二つの方針のもと研究を進めた。(1) 非特異的感染性の除去：広汎な感染指向性を規定する各種アミノ酸配列を置換することで、感染能が劇的に低下することを培養細胞で確認した。その後、初代培養神経細胞、成体マウスで検証を進めている。(2) 新規感染性の付与：キャプシドタンパクに特異的配列を付加・挿入することで、新規感染能の獲得を目指す。候補となる特異的配列を作製し、精製を行った。成体マウスにて、検証を進めている。

研究成果

• [国際共同研究] Loyola University/New York University Medical Center(米国)
• [国際共同研究] Georg-August-University(Germany)
• [国際共同研究] University of Oxford(英国)
• [国際共同研究] University of Debrecen(Hungary)
• [国際共同研究] IBioBA(Argentina)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] A Single Vector Platform for High-Level Gene Transduction of Central Neurons: Adeno-Associated Virus Vector Equipped with the Tet-Off System. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sohn J, Takahashi M, Okamoto S, Ishida Y, Furuta T, Hioki H.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 12 号: 1 ページ: e0169611-e0169611
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0169611
  • NAID: 120005954461
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Cholinergic Regulation of Neural Circuits in the Mouse Olfactory Bulb. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hamamoto H, Kiyokage E, Sohn J, Hioki H, Harada T, Toida K.
  • 雑誌名: J Comp Neurol 巻: 525 号: 3 ページ: 574-591
  • DOI: 10.1002/cne.24088
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Individual Mediodorsal Thalamic Neurons Project to Multiple Areas of the Rat Prefrontal Cortex: A Single Neuron-Tracing Study Using Virus Vectors. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto E, Pan SX, Furuta T, Tanaka YR, Iwai H, Yamanaka A, Ohno S, Kaneko T, Goto T, Hioki H.
  • 雑誌名: J Comp Neurol 巻: 525 号: 1 ページ: 166-185
  • DOI: 10.1002/cne.24054
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 脳透明化技術の現状と今後の発展―Sca<i>l</i>eS法に焦点を当てて― (2017)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、濱裕、孫在隣、黄晶媛、並木香奈、星田哲志、黒川裕、宮脇敦史
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 149 号: 4 ページ: 173-179
  • DOI: 10.1254/fpj.149.173
  • NAID: 130005548847
  • ISSN: 0015-5691, 1347-8397
  • 査読あり
• [雑誌論文] 組織の透明化技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 濱裕、日置寛之、並木香奈、星田哲志、黒川裕、宮脇敦史
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 68 ページ: 85-93
• [雑誌論文] Differential Inputs to the Perisomatic and Distal-Dendritic Compartments of VIP-Positive Neurons in Layer 2/3 of the Mouse Barrel Cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sohn J, Okamoto S, Kataoka N, Kaneko T, Nakamura K, Hioki H.
  • 雑誌名: Front Neuroanat 巻: 10 ページ: 124-124
  • DOI: 10.3389/fnana.2016.00124
  • NAID: 120005997790
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Deep Imaging of Cleared Brain by Confocal Laser-Scanning Microscopy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hama H, Hioki H, Namiki K, Hoshida T, Kurokawa H, *Miyawaki A.
  • 雑誌名: Protocol Exchange 巻: inpress
  • DOI: 10.1038/protex.2016.019
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] ScaleS: an optical clearing palette for biological imaging. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hama H, Hioki H, Namiki K, Hoshida T, Kurokawa H, Ishidate F, Kaneko T, Akagi T, Saito T, Saido T, *Miyawaki A.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 18 号: 10 ページ: 1518-1529
  • DOI: 10.1038/nn.4107
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Morphological analysis of the early development of telencephalic and diencephalic gonadotropin-releasing hormone neuronal systems in the enhanced green fluorescent protein-expressing transgenic medaka lines. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Islam MS, Abe H, Okubo K, Akazome Y, Kaneko T, Hioki H, *Oka Y.
  • 雑誌名: J Comp Neurol 巻: 524 号: 4 ページ: 896-913
  • DOI: 10.1002/cne.23883
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dorsal Horn Circuits for Persistent Mechanical Pain. (2015)
  • 著者名/発表者名: Peirs C, Williams SP, Zhao X, Walsh CE, Gedeon JY, Cagle NE, Goldring AC, Hioki H, Liu Z, Marell PS, *Seal RP.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 87 号: 4 ページ: 797-812
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.07.029
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Convergence of Lemniscal and Local Excitatory Inputs on Large GABAergic Tectothalamic Neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito T, Hioki H, Sohn J, Okamoto S, Kaneko T, Iino S, Oliver DL.
  • 雑誌名: J Comp Neurol 巻: In Press 号: 15 ページ: 2277-96
  • DOI: 10.1002/cne.23789
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sequence of molecular events during maturation of developing mouse prefrontal cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ueda S, Niwa M, Hioki H, Sohn J, Kaneko T, Sawa A, *Sakurai T.
  • 雑誌名: Mol Neuropsychiatry 巻: 1 号: 2 ページ: 94-104
  • DOI: 10.1159/000430095
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Different Cortical Projections from Three Subdivisions of the Rat Lateral Posterior Thalamic Nucleus: A Single Neuron Tracing Study with Viral Vectors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H, Hioki H, Furuta T, Kaneko T.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: In Press 号: 10 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1111/ejn.12882
  • NAID: 120005674600
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural basis for serotonergic regulation of neural circuits in the mouse olfactory bulb. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Kiyokage E, Sohn J, Hioki H, Toida K.
  • 雑誌名: The Journal of Comparative Neurology 巻: 523 号: 2 ページ: 262-80
  • DOI: 10.1002/cne.23680
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Compartmental Organization of Synaptic Inputs to Parvalbumin-Expressing GABAergic Neurons in Mouse Primary Somatosensory Cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hioki H
  • 雑誌名: Anat Sci Int 巻: 90(1) 号: 1 ページ: 7-21
  • DOI: 10.1007/s12565-014-0264-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficient and graded gene expression in glia and neurons of primary cerebellar cultures transduced by lentiviral vectors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumar S, Zimmermann K, Hioki H, Pfeifer A, Baader SL.
  • 雑誌名: Histochem Cell Biol 巻: 143(1) 号: 1 ページ: 109-121
  • DOI: 10.1007/s00418-014-1260-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ventral medial nucleus neurons send thalamocortical afferents more widely and more preferentially to layer 1 than neurons of the ventral anterior-ventral lateral nuclear complex in the rat. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto E, Ohno S, Furuta T, Unzai T, Tanaka YR, Hioki H, Kaneko T.
  • 雑誌名: Cereb Cortex 巻: 25 号: 1 ページ: 221-235
  • DOI: 10.1093/cercor/bht216
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Dorsal and ventral parts of the rat thalamic submedial nucleus provide two independent inputs to different areas of orbital cortex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto E, Iwai H, Yamanaka A, Seki H, Ohno S, Sendo R, Koyanagi K, Toyodome S, Furuta T, Hioki H, Goto T.
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] A Single Vector Platform for High-Level Gene Transduction of Central Neurons: AAV Vector Equipped with the Tet-Off System. (2017)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、孫在隣、高橋慧、岡本慎一郎、石田葉子、古田貴寛
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] Efficient Gene Delivery into Neuronal Cells using Adeno-Associated Virus Vector Equipped with the Tet-Off System. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hioki H.
  • 学会等名: The 1st ABiS Symposium -Towards the Future of Advanced Bioimaging for Life Sciences-
  • 発表場所: Okazaki
  • 年月日: 2017-02-19
  • 国際学会
• [学会発表] A Single Vector Platform for High-Level Gene Transduction of Central Neurons: Adeno-Associated Virus Vector Equipped with the Tet-Off System. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hioki H, Sohn J, Takahashi M, Okamoto S, Ishida Y, Furuta T.
  • 学会等名: The 7th International Neural Microcircuit Conference
  • 発表場所: Okazaki
  • 年月日: 2016-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] Differential Inputs to the Prismatic and Distal-Dendritic Compartments of VIP-Positive Neurons in Layer 2/3 of the Mouse Barrel Cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sohn J, Okamoto S, Kataoka N, Kaneko T, Nakamura K, Hioki H.
  • 学会等名: The 7th International Neural Microcircuit Conference
  • 発表場所: Okazaki
  • 年月日: 2016-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] 大脳新皮質GABA細胞が構成する特異的ネットワーク構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 学会等名: 第57回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • 発表場所: 三鷹
  • 年月日: 2016-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] Cholecystokinin- and/or vasoactive intestinal polypeptide-positive neurons preferentially innervate the somatic compartment of parvalbumin-expressing neurons in the mouse primary somatosensory cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、孫在隣、中村悠、岡本 慎一郎、髙橋慧、亀田浩司
  • 学会等名: 第39回日本神経科学学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Two types of orbitofrontal cortical projection from the rat submedial thalamic nucleus: Possible function in descending pain modulation. (2016)
  • 著者名/発表者名: 倉本恵梨子、岩井治樹、山中淳之、千堂良造、大野幸、古田貴寛、日置寛之、後藤哲哉
  • 学会等名: 第39回日本神経科学学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Neocortical GABAergic malfunction underlying ASD-like social deficits. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Okamoto, Chiaki Kobayashi, Natsuko Hitora-Imamura, Hiroyuki Hioki, Yuji Ikegaya
  • 学会等名: The 10th FENS FORUM OF NEUROSCIENCE
  • 発表場所: Copenhagen
  • 年月日: 2016-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] Basic architecture of neocortical circuits (2016)
  • 著者名/発表者名: Hioki H.
  • 学会等名: LEICA MEETS SCIENCE
  • 発表場所: Mannheim
  • 年月日: 2016-06-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] かたちの意味 形態解析から迫る神経機構の原理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 学会等名: 第121回日本解剖学会・全国学術集会
  • 発表場所: ビックパレットふくしま
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] 自閉症の社会性低下は前帯状皮質の過剰興奮により生じる (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本和樹、人羅（今村）菜津子、日置寛之、池谷裕二
  • 学会等名: 第89回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] Dual innervation modes of inhibitory inputs to vasoactive intestinal polypeptide-positive neurons in mouse primary somatosensory cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Jaerin Sohn and Hiroyuki Hioki
  • 学会等名: 新学術領域「適応回路シフト」国際シンポジウム ACS2016
  • 発表場所: 同志社大学室町キャンパス寒梅館ハーディーホール
  • 年月日: 2016-03-03
  • 国際学会
• [学会発表] Dual innervation modes of inhibitory inputs to vasoactive intestinal polypeptide-positive neurons in mouse primary somatosensory cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hioki
  • 学会等名: 新学術領域「大脳新皮質構築」第三回国際シンポジウム NEOCORTICAL ORGANIZATION 3
  • 発表場所: 東京大学小柴ホール
  • 年月日: 2016-02-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 大脳新皮質のグランドデザイン解読を目指して (2016)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 学会等名: 次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 大脳新皮質のグランドデザインを読み解く～解析例と技術開発～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会（イブニングフォーラム）
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] Strong and specific gene expression in neurons by adeno-associated virus with Tet-Off system. (2015)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、孫在隣、孫在隣、岡本慎一郎、高橋慧
  • 学会等名: 包括脳ネットワーク冬のシンポジウム
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂
  • 年月日: 2015-12-18
• [学会発表] ヒゲ感覚システムにおいて新しく発見した視床覚醒α振動発火と皮質視床連関. (2015)
  • 著者名/発表者名: 平井大地、柴田憲一、中村公一、田中琢真、日置寛之、金子武嗣、古田貴寛
  • 学会等名: 包括脳ネットワーク冬のシンポジウム
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂
  • 年月日: 2015-12-18
• [学会発表] An examination of sex differences in neocortical excitatory synapse number in the aged rat (2015)
  • 著者名/発表者名: *Borkowski V, Tsai SY, Martin JL, Hioki H, Marinopoulos AE, Hsu KS, Papadapoulos CM, Kartje GL
  • 学会等名: The 45th Society for Neuroscience Annual Meeting (Neuroscience 2015)
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Excitatory and inhibitory inputs to vasoactive intestinal polypeptide-expressing neurons in the mouse barrel cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sohn J, Okamoto S, kataoka N, Nakamura K, Kaneko T, *Hioki H.
  • 学会等名: The 45th Society for Neuroscience Annual Meeting (Neuroscience 2015)
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 2015-10-20
  • 国際学会
• [学会発表] A morphological analysis of thalamocortical projections arising from the rat mediodorsal nucleus: A single neuron-tracing study using viral vectors. (2015)
  • 著者名/発表者名: *Kuramoto E, Pan S, Furuta T, Hioki H, Iwai H, Yamanaka A, Ohno S, Goto T, Kaneko T.
  • 学会等名: The 45th Society for Neuroscience Annual Meeting (Neuroscience 2015)
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 2015-10-20
  • 国際学会
• [学会発表] A single vector platform for high-level gene transduction of central neurons with Tet-Off adeno-associated virus. (2015)
  • 著者名/発表者名: *Hioki H, Sohn J, Takahashi M, Okamoto S, Kaneko T
  • 学会等名: The 45th Society for Neuroscience Annual Meeting (Neuroscience 2015)
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Spatiotemporal dynamics of sensory processing in the rat whisker tactile system. (2015)
  • 著者名/発表者名: *Hirai D, Shibata L, Nakamura KC, Tanaka T, Hioki H, Kaneko T, Furuta T.
  • 学会等名: The 45th Society for Neuroscience Annual Meeting (Neuroscience 2015)
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] ヒゲ感覚システムにおいて新たに発見した視床アルファ・オシレーションと皮質視床連関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平井大地、柴田憲一、中村公一、田中琢真、日置寛之、金子武嗣、古田貴寛
  • 学会等名: 第38回日本神経科学学会（Neuro2015）
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] マウス第一次体性感覚野VIP陽性抑制性細胞に対する興奮性・抑制性入力の形態学的解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 孫在隣、岡本慎一郎、金子武嗣、日置寛之
  • 学会等名: 第38回日本神経科学学会（Neuro2015）
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] 近傍に位置する間接路・直接路ニューロンから淡蒼球への投射様式 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本慎一郎、日置寛之、孫在隣、藤山文乃、金子武嗣
  • 学会等名: 第38回日本神経科学学会（Neuro2015）
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] Tet-Off搭載アデノ随伴ウイルスベクターによる、神経細胞特異的かつ高発現型シングルベクタープラットフォームの構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、孫在隣、高橋慧、岡本慎一郎、金子武嗣
  • 学会等名: 第38回日本神経科学学会（Neuro2015）
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場
  • 年月日: 2015-07-29
• [図書] Methods and Protocols (Neuromethods) (2016)
  • 著者名/発表者名: Hioki H, Nakamura H, Furuta T.
  • 出版者: Springer
• [図書] Methods and Protocols (Neuromethods) (2016)
  • 著者名/発表者名: Furuta T, Okamoto-Furuta K, Hioki H.
  • 出版者: Springer
• [備考] 研究室webページ
  • URL: http://www.mbs.med.kyoto-u.ac.jp
• [備考] 高次脳形態学
  • URL: http://www.mbs.med.kyoto-u.ac.jp/default.html