光遺伝学を応用した新しい人工暗点モデルサルの作成と知覚的充填の神経機構の解明

• 研究課題/領域番号: 16K06983
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 木下 正治 弘前大学, 医学研究科, 准教授 (60599083)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ウイルスベクター / マカクザル / 視覚情報処理 / gene introduction / macaque monkey / neural pathway / 光遺伝学 / 知覚的充填 / 神経科学

研究成果の概要

本研究ではウイルスベクターを用いた遺伝子導入法をマカクザルに適用し、機能性のタンパク質を神経細胞に発現させ、遺伝子導入した神経細胞の機能を操作し、特定の神経経路の機能を明らかにすることを目的とした。中脳上丘から視床枕への神経経路を選択的に遮断することにより上丘-視床枕経路が盲視の視覚情報処理に重要であることを示し、成果を論文として発表した(Kinoshita et al., Nature Communications (2019) 10(1), 135)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳機能を解明するために齧歯類などの小型モデル動物などに適用され多くの重要な成果を挙げている遺伝子導入による研究手法を、本研究ではよりヒトに近い霊長類（マカクザル）の脳に応用し、その視覚情報処理経路に関する新しい知見を得た。本研究の成果は単に新しい知見を加えたことのみならず、霊長類の脳機能の操作可能性を示すことで、将来的にはヒト脳疾患の新しい治療法開発への示唆を与えることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Dissecting the circuit for blindsight to reveal the critical role of pulvinar and superior colliculus (2019)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M, Kato R, Isa K, Kobayashi K, Kobayashi K, Onoe H, Isa T
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 10 号: 1 ページ: 135-135
  • DOI: 10.1038/s41467-018-08058-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Medium- to long-term survival and functional examination of human iPSC-derived retinas in rat and primate models of retinal degeneration (2019)
  • 著者名/発表者名: Tu Hung-Ya、Watanabe Takehito、Shirai Hiroshi、Yamasaki Suguru、Kinoshita Masaharu、Matsushita Keizo、Hashiguchi Tomoyo、Onoe Hirotaka、Matsuyama Take、Kuwahara Atsushi、Kishino Akiyoshi、Kimura Toru、Eiraku Mototsugu、Suzuma Kiyoshi、Kitaoka Takashi、Takahashi Masayo、Mandai Michiko
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 39 ページ: 562-574
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2018.11.028
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after corticospinal tract lesions in monkeys. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tohyama, T., Kinoshita, M., Kobayashi, K., Isa, K., Watanabe, D., Kobayashi, K., Liu, M., and Isa, T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 114 号: 3 ページ: 604-609
  • DOI: 10.1073/pnas.1610787114
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著