遺伝子改変による神経変性疾患モデルザル開発

• 研究課題/領域番号: 16K14578
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 等 誠司 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (70300895)
• 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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: カニクイザル / 神経変性疾患 / アルツハイマー病 / 筋萎縮性側索硬化症 / レンチウイルス

研究成果の概要

我々が確立したレンチウイルスを用いた遺伝子導入法を応用し、変異型APP遺伝子を発現するアルツハイマー病モデルザルを作製するとともに、MRIを用いた脳内アミロイド沈着の検出法や、脳高次機能を評価できるタッチパネル式行動解析装置を開発した。家族性ALSの原因遺伝子の１つであるFUS遺伝子についても、テトラサイクリン誘導下に変異型FUSを発現させるレンチウイルスを作製し、カニクイザルES細胞から分化させた神経細胞に感染させ、変異型FUSが本来の局存である核から細胞質に漏出して凝集体を形成することを観察した。このレンチウイルスをカニクイザル受精卵に導入し、胚盤胞期の胚でトランスジーンの発現を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経変性疾患の動物モデルとして、様々な遺伝子改変マウスが開発されてきたが、脳のサイズや構造的類似性、高度な機能などの面から、霊長類疾患モデルの有用性は高い。本研究は、アルツハイマー病や筋萎縮性側索硬化症をターゲットに、患者で報告されている遺伝子変異をカニクイザルに導入し、神経細胞における早期の病変の検出を試みた。これらの神経変性疾患デルザル作製により、疾患病態の理解が深められることに加え、新たな治療薬が考案された場合に、前臨床試験に用いることができ、新規治療薬開発や安全性の確保に大きな意義があると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Comprehensive evaluation of ubiquitous promoters suitable for the generation of transgenic cynomolgus monkeys† (2019)
  • 著者名/発表者名: Seita Yasunari、Tsukiyama Tomoyuki、Azami Takuya、Kobayashi Kenichi、Iwatani Chizuru、Tsuchiya Hideaki、Nakaya Masataka、Tanabe Hideyuki、Hitoshi Seiji、Miyoshi Hiroyuki、Nakamura Shinichiro、Kawauchi Akihiro、Ema Masatsugu
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1440-1452
  • DOI: 10.1093/biolre/ioz040
  • NAID: 120006594188
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Adult neurogenesis and its role in brain injury and psychiatric diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Yoshitaka、Jinnou Hideo、Sawamoto Kazunobu、Hitoshi Seiji
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 147 号: 5 ページ: 584-594
  • DOI: 10.1111/jnc.14557
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Minocycline Directly Enhances the Self-Renewal of Adult Neural Precursor Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuroda Anri、Fuchigami Takahiro、Fuke Satoshi、Koyama Natsu、Ikenaka Kazuhiro、Hitoshi Seiji
  • 雑誌名: Neurochemical Research 巻: 43 号: 1 ページ: 219-226
  • DOI: 10.1007/s11064-017-2422-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Origin of oligodendrocytes in mammalian forebrains: a revised perspective. (2017)
  • 著者名/発表者名: Naruse M, Ishizaki Y, Ikenaka K, Tanaka A, Hitoshi S
  • 雑誌名: Journal of Physiological Sciences 巻: 67 ページ: 63-70
  • NAID: 40021064547
• [雑誌論文] Generation of transgenic cynomolgus monkeys that express green fluorescent protein throughout the whole body (2016)
  • 著者名/発表者名: Seita Y, Tsukiyama T, Iwatani C, Tsuchiya H, Matsushita J, Azami T, Okahara J, Nakamura S, Hayashi Y, Hitoshi S, Itoh Y, Imamura T, Nishimura M, Tooyama I, Miyoshi H, Saitou M, Ogasawara K, Sasaki E, Ema M
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 2 号: 1 ページ: 24868-24868
  • DOI: 10.1038/srep24868
  • NAID: 130007023590
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neural stem cells and neuro/gliogenesis in the central nervous system: understanding the structural and functional plasiticity of the deveroping, mature, and diseased brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Seki T, Imayoshi I, Tamamaki N, Hayashi Y, Tatebayashi Y, Hitoshi S.
  • 雑誌名: Journal of Physiological Science 巻: 66(3) 号: 3 ページ: 197-206
  • DOI: 10.1007/s12576-015-0421-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Dorsoventral Boundary of the Germinal Zone is a Specialized Niche for the Generation of Cortical Oligodendrocytes during a Restricted Temporal Window. (2016)
  • 著者名/発表者名: Naruse M, Ishino Y, Kumar A, Ono K, Takebayashi H, Yamaguchi M, Ishizaki Y, Ikenaka K, Hitoshi S.
  • 雑誌名: cerebral cortex 巻: 26 号: 6 ページ: 2800-2810
  • DOI: 10.1093/cercor/bhv141
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 成体脳神経幹細胞のQuiescence獲得のメカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi S, Kuroda A, Ema M, Fuchigami T
  • 学会等名: 第15回成体脳神経新生懇談会
  • 招待講演
• [学会発表] RNF20/BRE1a regulates proliferation and differentiation of GBM cancer stem-like cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Daun K, Morimura N, Yokoi T, Nozaki K, Tanigaki K, Hitoshi S
  • 学会等名: 15th Meeting of the Asian-Pacific Society for Neurochemistry (APSN)
  • 国際学会
• [学会発表] Klf4 and 5 regulate the long-lasting neural stem cell population. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi S, Kuroda A, Ema M, Fuchigami T
  • 学会等名: The 6th International Conference on Biology and Pathobiology of KLF/Sp Transcription Factors
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Revealing the potential of postnatal neural stem cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi S
  • 学会等名: 2017 International Society for Neurochemistry Meeting (Paris)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Functional analysis of Glial cell missing 1 in the mammalian brain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Fuke S, Fuchigami T, Morimura N, Koyama N, Hitoshi S
  • 学会等名: 第60回日本神経化学会 (仙台)
• [学会発表] Mood stabilizing drugs activate adult neurogenesis system. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakaji K, Koyama N, Fuchigami T, Hitoshi S
  • 学会等名: 第95回日本生理学会 (高松)
• [学会発表] Kruppel-like factor 5 maintains neural precursor cells undifferentiated in the developing brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fuchigami T, Hayashi Y, Ema M, Kuroda A, Hitoshi S
  • 学会等名: Society for Neuroscience 46th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Tracer system for lifelong neural stem cell fate with lentivirus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida S, Tanaka A, Fuchigami T, Fukazawa Y, Hitoshi S
  • 学会等名: Society for Neuroscience 46th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] The Role of KLF proteins in senlf-renewal and differentiation of neural stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi S, Kuroda A, Ema M, Fuchigami T
  • 学会等名: Science Research Conferences-Federation of American Society for Experimental Biology (SRC-FASEB)
  • 発表場所: Snowmass, USA
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The role of adult neural stem cell-neurogenesis in the pathogenesis of psychiatric disorders. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi S
  • 学会等名: 第57回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-05-18
  • 招待講演
• [備考] 滋賀医科大学生理学講座統合臓器生理学部門 研究プロジェクト
  • URL: http://www.shiga-med.ac.jp/~hqphysi1/physiol1/research/index-re.html
• [備考] 滋賀医科大学 統合臓器生理学部門 研究内容
  • URL: http://www.shiga-med.ac.jp/~hqphysi1/physiol1/research/index-re.html