新規感染指向性の獲得に向けたアデノ随伴ウイルスキャプシド構造の改変

• 研究課題/領域番号: 17K19451
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経科学およびその関連分野
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 日置 寛之 順天堂大学, 医学部, 准教授 (00402850)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 神経回路 / 神経回路網 / アデノ随伴ウイルス / キャプシド / 特異的感染 / 神経科学

研究成果の概要

様々なキャプシドを用いたハイブリッドウイルスベクター粒子（AAV2/X）では、脳部位や神経細胞種によって導入効率が大きく変わることを突き止めた。また、ウイルス粒子表面から外に突き出しているspikeのアミノ酸を置換することで、感染性を100~1000倍程度に減少させることに成功した。これらの成果を反映した新規ウイルスを作成し、マウス生体脳で検証を進めたが、非特異感染を完全に抑えることは出来なかった。より特異性の高い感染を実現する為には、ウイルスベクターの感染性をさらに抑える必要がある事が判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

完全な特異発現を実現することは出来なかったものの、我々はウイルスベクターの感染性を減少させることに成功した。非特異的な遺伝子導入を減らすことは、ウイルスベクターを使用する幅広い研究の精度を高めることに寄与するだろう。
また、ウイルスベクターは遺伝子治療への応用も期待されている非常に有用なツールである。医療分野への応用の際にも、非特異的な発現をいかにして抑えるかは大きな課題となることが予想される。我々の研究で得られた知見は、より安全性の高い遺伝子治療を提供することに繋がると期待される。

研究成果

• [国際共同研究] Loyola University/Edward Hines, Jr. V.A. Hospital/National Institute on Alcohol Abuse(米国)
• [国際共同研究] Institute of Cancer Research(英国)
• [国際共同研究] University of Navarra(スペイン)
• [国際共同研究] Loyola University/McGill University(米国)
• [国際共同研究] IBENS(フランス)
• [国際共同研究] Hungarian Academy of sciences(ハンガリー)
• [国際共同研究] Institutes of Advanced Technology(中国)
• [国際共同研究] MRC Centre(英国)
• [国際共同研究] Layola University/New York 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)
• [雑誌論文] Generation of a MOR‐CreER knock‐in mouse line to study cells and neural circuits involved in mu opioid receptor signaling (2019)
  • 著者名/発表者名: Okunomiya Taro、Hioki Hiroyuki、Nishimura Chika、Yawata Satoshi、Imayoshi Itaru、Kageyama Ryoichiro、Takahashi Ryosuke、Watanabe Dai
  • 雑誌名: genesis 巻: 58 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/dvg.23341
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduction of Freezing Behavior by Acupuncture Stimulation at HT7 in Contextual Fear-Conditioned Mice (2019)
  • 著者名/発表者名: HWANG JUNGWON、KOIKE MASATO、HIOKI HIROYUKI
  • 雑誌名: 順天堂醫事雑誌 巻: 65 号: 6 ページ: 554-560
  • DOI: 10.14789/jmj.2019.65.JMJ19-OA17
  • NAID: 130007784488
  • ISSN: 2187-9737, 2188-2126
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] GABAergic malfunction in the anterior cingulate cortex underlying maternal immune activation-induced social deficits (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Kazuki、Hitora-Imamura Natsuko、Hioki Hiroyuki、Ikegaya Yuji
  • 雑誌名: Journal of Neuroimmunology 巻: 321 ページ: 92-96
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2018.06.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Projection Patterns of Corticofugal Neurons Associated with Vibrissa Movement (2018)
  • 著者名/発表者名: Shibata Ken-Ichi、Tanaka Takuma、Hioki Hiroyuki、Furuta Takahiro
  • 雑誌名: eneuro 巻: 5 号: 5 ページ: 0190-18
  • DOI: 10.1523/eneuro.0190-18.2018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Intrinsic Projections of Layer Vb Neurons to Layers Va, III, and II in the Lateral and Medial Entorhinal Cortex of the Rat (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohara Shinya、Onodera Mariko、Simonsen ?yvind W.、Yoshino Rintaro、Hioki Hiroyuki、Iijima Toshio、Tsutsui Ken-Ichiro、Witter Menno P.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 24 号: 1 ページ: 107-116
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.06.014
  • NAID: 120006491716
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Preferential inputs from cholecystokinin-positive neurons to the somatic compartment of parvalbumin-expressing neurons in the mouse primary somatosensory cortex (2018)
  • 著者名/発表者名: Hioki Hiroyuki、Sohn Jaerin、Nakamura Hisashi、Okamoto Shinichiro、Hwang Jungwon、Ishida Yoko、Takahashi Megumu、Kameda Hiroshi
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 1695 ページ: 18-30
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.05.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] 神経病理と新技術 組織透明化技術ScaleS法による脳組織の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 濱裕, 日置寛之, 並木香奈, 星田哲志, 黒川裕, 斎藤貴志, 西道隆臣, 宮脇敦史
  • 雑誌名: Dementia Japan 巻: 32 ページ: 24-35
• [雑誌論文] 透明化技術が切り拓くバイオイメージングの新たな展開 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 雑誌名: 組織細胞化学 巻: － ページ: 195-206
• [雑誌論文] 組織透明化技術 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之, 濱裕, 宮脇敦史
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 36 ページ: 3564-3566
• [雑誌論文] Hippocampal ripples down-regulate synapses (2018)
  • 著者名/発表者名: Norimoto Hiroaki、Makino Kenichi、Gao Mengxuan、Shikano Yu、Okamoto Kazuki、Ishikawa Tomoe、Sasaki Takuya、Hioki Hiroyuki、Fujisawa Shigeyoshi、Ikegaya Yuji
  • 雑誌名: Science 巻: 359 号: 6383 ページ: 1524-1527
  • DOI: 10.1126/science.aao0702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-cell bioluminescence imaging of deep tissue in freely moving animals. (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwano S, Sugiyama M, Hama H, Watakabe A, Hasegawa N, Kuchimaru T, Tanaka KZ, Takahashi M, Ishida Y, Hata J, Shimozono S, Namiki K, Fukano T, Kiyama M, Okano H, Kizaka-Kondoh S, McHugh TJ, Yamamori T, Hioki H, Maki S, Miyawaki A.
  • 雑誌名: Science 巻: 359 号: 6378 ページ: 935-939
  • DOI: 10.1126/science.aaq1067
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Parvalbumin-producing striatal interneurons receive excitatory inputs onto proximal dendrites from the motor thalamus in male mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakano Yasutake、Karube Fuyuki、Hirai Yasuharu、Kobayashi Kenta、Hioki Hiroyuki、Okamoto Shinichiro、Kameda Hiroshi、Fujiyama Fumino
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 巻: in press 号: 7 ページ: 1186-1207
  • DOI: 10.1002/jnr.24214
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 増大特集 細胞多様性解明に資する光技術─見て,動かす Ⅰ.見る,観る,視る マクロレベルからナノレベルまでの連続イメージング (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: 生体の科学 巻: 68 号: 5 ページ: 416-417
  • DOI: 10.11477/mf.2425200672
  • ISSN: 0370-9531, 1883-5503
  • 年月日: 2017-10-15
• [雑誌論文] Shaping somatosensory responses in awake rats: cortical modulation of thalamic neurons (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirai Daichi、Nakamura Kouichi C.、Shibata Ken-ichi、Tanaka Takuma、Hioki Hiroyuki、Kaneko Takeshi、Furuta Takahiro
  • 雑誌名: Brain Structure and Function 巻: 223 号: 2 ページ: 851-872
  • DOI: 10.1007/s00429-017-1522-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dorsal and ventral parts of thalamic nucleus submedius project to different areas of rat orbitofrontal cortex: A single neuron-tracing study using virus vectors. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto E, Iwai H, Yamanaka A, Ohno S, Seki H, Tanaka YR, Furuta T, Hioki H, Goto T
  • 雑誌名: J Comp Neurol. 巻: 525 号: 18 ページ: 3821-3839
  • DOI: 10.1002/cne.24306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parvalbumin-expressing interneurons can act solo while somatostatin-expressing interneurons act in chorus in most cases on cortical pyramidal cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Safari Mir-Shahram、Mirnajafi-Zadeh Javad、Hioki Hiroyuki、Tsumoto Tadaharu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 12764-12764
  • DOI: 10.1038/s41598-017-12958-4
  • NAID: 120006364103
  • 査読あり / 国際共著
• [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
• [学会発表] Multi-Scale Imaging from the Whole Brain Level to the Ultrastructure Level by Using a Modified ScaleS Method. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi Kenta, Okamoto Shinichiro, Isa Kaoru, Ishida Yoko, Takenaka Aya, Takahashi Megumu, Hwang Jungwon, Yoshida Atsushi, Uchiyama Yasuo, Koike Masato, Isa Tadashi, Furuta Takahiro, Hioki Hiroyuki
  • 学会等名: 第8回 国際神経回路会議
  • 国際学会
• [学会発表] Excitatory and Inhibitory Inputs to PV-Expressing GABAergic Neurons in the Mouse Primary Motor Cortex. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hioki, Jaerin Sohn, Shinichiro Okamoto, Hiroshi Kameda
  • 学会等名: 第8回 国際神経回路会議
  • 国際学会
• [学会発表] In vivo calcium imaging with a single cell resolution using "cosmoscope", a new wide-field two-photon microscope. (2020)
  • 著者名/発表者名: 太田桂輔、大石康博、鈴木崇之、伊東翼、伊藤圭基、小林憲太、小林碧、小田川摩耶、松原智恵、黒岩義典、堀越勝、松下純也、日置寛之、大倉正道、中井淳一、大泉匡史、宮脇敦史、青西亨、大出孝博、村山正宜
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] ラットの前頭皮質における視床前腹側核VA由来神経終末のシナプスターゲット構造 -ATUM-SEM法による解析- (2020)
  • 著者名/発表者名: 窪田芳之、倉本恵梨子、孫在隣、日置寛之、川口泰雄
  • 学会等名: 第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] SC4 階層をまたぐイメージング技術で神経組織を解析する - 生体レベルから電顕レベルまで (2020)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、山内健太、古田貴寛
  • 学会等名: 第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] Multi-Scale Imaging from the Whole Brain Level to the Ultrastructure Level with a Modified ScaleS Method. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kenta Yamauchi, Takahiro Furuta, Hiroyuki Hioki
  • 学会等名: 2019年革新脳キックオフミーティング
• [学会発表] 新しい広視野２光子励起顕微鏡Cosmoscopyによる刺激符号化ニューロンの同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 太田桂輔、大石康、鈴木崇之、伊東翼、伊藤圭基、小林憲太、小林碧、小田川摩耶、松原智恵、松下純也、日置寛之、大倉正道、中井淳一、大泉匡史、宮脇敦史、青西亨、大出孝博、村山正宜
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会（Neuroscience2019）
• [学会発表] 全脳レベルから超微細構造レベルまでをつなぐ神経回路形態マルチスケール解析を目指すScaleS法の活用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 古田貴寛、山内健太、岡本慎一郎、石田葉子、竹中綾、黄晶媛、伊佐かおる、伊佐正、日置寛之
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] A hypothalamic novelty hub in the mammalian brain. (2019)
  • 著者名/発表者名: He Linmeng, Chen Shuo, Gu Mingxiao, Zheng Weiyi, Huang Arthur J.Y., Adam Z. Weitemier, Polygalov Denis, Namiki Kana, Hama Hiroshi, Hiroyuki Hioki, Miyawaki Atsushi, Thomas J. McHugh
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] Parallel hypothalamic inputs to the hippocampus selectively modulate contextual and social memory. (2019)
  • 著者名/発表者名: Gu Mingxiao, Chen Shuo, He Linmeng, Zheng Weiyi, Huang Arthur J.Y., Adam Z. Weitemier, Polygalov Denis, Namiki Kana, Hama Hiroshi, Hiroyuki Hioki, Miyawaki Atsushi, Thomas J. McHugh
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 神門への鍼治療は恐怖文脈条件付けしたマウスのすくみ反応を減弱させる (2019)
  • 著者名/発表者名: 黄晶媛、小池正人、日置寛之
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 扁桃体中心核におけるソマトスタチン陽性GABA作動性神経細胞の多様性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森川勝太、香取和生、佐々木拓哉、日置寛之、田村英紀、池谷裕二
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 新規に作成したノックインマウスMOR-CreERによるμオピオイド受容体陽性神経回路の可視化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 奥宮太郎、今吉格、日置寛之、西村知華、矢和多智、影山龍一郎、高橋良輔、渡邉大
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 直接路ニューロンから淡蒼球外節への投射は近接する間接路ニューロンの投射領域に包含される (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本慎一郎、孫在隣、高橋慧、石田葉子、山内健太、小池正人、藤山文乃、日置寛之
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] Multi-scale imaging from the whole brain level to the ultrastructure level by using a modified ScaleS method. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hioki, Kenta Yamauchi, Shinichiro Okamoto, Kaoru Isa, Yoko Ishida, Aya Takenaka, Megumu Takahashi, Jungwon Hwang, Atsushi Yoshida, Yasuo Uchiyama, Masato Koike, Tadashi Isa, Takahiro Furuta
  • 学会等名: Resonance Bio International Symposium(RBIS 2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-scale imaging from the whole brain level to the ultrastructure level by using a modified scales method. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hioki Hiroyuki, Yamauchi Kenta, Okamoto Shinichiro, Isa Kaoru, Ishida Yoko, Takenaka Aya, Takahashi Megumu, Hwang Jungwon, Yoshida Atsushi, Uchiyama Yasuo, Koike Masato, Isa Tadashi, Furuta Takahiro
  • 学会等名: The 49th Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Investigating the effects of chondroitin sulfate on dendritic spines of pyramidal neurons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Takahiro, Kerever Aurelien, Suzuki Yuji, Kato Kana, Toyoda Miwako, Saitow Fumihito, Suzuki Hidenori, Hioki Hiroyuki, Hirasawa Eri
  • 学会等名: The 49th Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Fluorescent glass pipettes for optically targeted electrophysiological recordings. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Kazuki, Ebina Teppei, Fuji Naoki, Konishi Kuniaki, Sato Yu, Kashima Tetsuhiko, Nakano Risako, Hioki Hiroyuki, Takeuchi Haruki, Yumoto Junji, Matsuzaki Masanori, Ikegaya Yuji
  • 学会等名: The 49th Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-Scale Imaging from the Whole Brain Level to the Ultrastructure Level by using a Modified ScaleS Method. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi Kenta, Furuta Takahiro, Okamoto Shinichiro, Isa Kaoru, Ishida Yoko, Takenaka Aya, Takahashi Megumu, Hwang Jungwon, Yoshida Atsushi, Uchiyama Yasuo, Koike Masato, Isa Tadashi, Hioki Hiroyuki
  • 学会等名: 次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
• [学会発表] Target patch-clamp technique with terbium-doped fluorescent glass. (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本和樹、藤井直樹、蝦名鉄平、小西邦昭、佐藤由宇、中野利沙子、日置寛之、山口瞬、竹内春樹、湯本潤司、松崎政紀、池谷裕二
  • 学会等名: 日本薬学会第139年会
• [学会発表] Multi-Scale Imaging from the Whole Brain Level to the Ultrastructure Level with a Modified ScaleS Method (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hioki, Takahiro Furuta, Kenta Yamauchi
  • 学会等名: 革新脳国際シンポジウム ISBM2019
  • 国際学会
• [学会発表] Grand Design of the Neocortex (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hioki
  • 学会等名: iCeMS セミナー
• [学会発表] 透明化技術が切り拓くバイオイメージングの新たな展開 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 学会等名: 第43回組織細胞化学講習会
  • 招待講演
• [学会発表] Excitatory and Inhibitory Inputs to PV-Epressing GABAergic Neurons in the Mouse Primary Motor Cortex. (2018)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、孫在隣、岡本慎一郎、亀田浩司
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [学会発表] Distinct inputs to the entorhinal layer Va and Vb of the rat. (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野寺麻理子、大原慎也、Oyvind Wilsgard Simonsen、日置寛之、飯島敏夫、Menno P. Witter、筒井健一郎
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [学会発表] マウス第一次運動野パルブアルブミン陽性GABA細胞に対する興奮性・抑制性入力の定量的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之、孫在隣、岡本慎一郎、亀田浩司
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] Projection patterns of corticofugal neurons associated with vibrissa movement. (2018)
  • 著者名/発表者名: 古田貴寛、柴田憲一、田中琢真、日置寛之
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] マクロレベルからナノレベルまでの連続イメージング (2018)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 学会等名: 第43回レーザ顕微鏡研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Tet-Off搭載アデノ随伴ウイルスベクターを用いた神経細胞への効率的遺伝子導入 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石田葉子、孫在隣、高橋慧、岡本慎一郎、古田貴寛、日置寛之
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [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: 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40回日本神経科学大会
• [学会発表] Hippocampal ripples induce synaptic downscaling and restore memory capacity. (2017)
  • 著者名/発表者名: 乗本裕明、牧野健一、Mengxuan Gao、日置寛之、藤澤茂義 、池谷裕二
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Viral tracing with rabies virus vector identifies different disynaptic inputs to the hippocampal subfields along the dorsoventral axis in the rat. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大原慎也、石井宏憲、日置寛之、筒井健一郎、、Menno P Witter、飯島敏夫
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Grand design of the neocortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Hioki
  • 学会等名: The 44th Seminar on RIKEN Center for Advanced Photonics(招待講演)
  • 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~ (2017)
  • 著者名/発表者名: 日置寛之
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
  • 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: https://juntendo-cellbio.jp
• [備考] 研究室webページ
  • URL: https://www.juntendo.ac.jp/staff/kaibou2/
• [備考] 研究室webページ
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/shinkei_kozo/k2.html
• [産業財産権] 顕微鏡への観察標本セット用具及び方法 (2019)
  • 発明者名: 日置寛之
  • 権利者名: 日置寛之
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-109509
  • 出願年月日: 2019
• [産業財産権] 標的タンパク質のイメージング方法 (2019)
  • 発明者名: 日置寛之, 山内健太, 石田葉子
  • 権利者名: 日置寛之, 山内健太, 石田葉子
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-205623
  • 出願年月日: 2019