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AAVベクターの静脈投与のみでコンディショナルノックアウトを行う手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K06454
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46020:神経形態学関連
研究機関群馬大学

研究代表者

今野 歩  群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40509048)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードAAVベクター / Cre-loxP / コンディショナルノックアウト / 血液脳関門 / ウイルスベクター
研究開始時の研究の概要

本研究では、AAVベクターの静脈投与のみで任意の週齢のfloxマウスにおいて細胞種特異的ノックアウト(conditional knockout; cKO)を起こす手法の確立を目指す。申請者が独自に考案したシステムを複数の細胞種特異的プロモーターに適用する事により、マウス遺伝学に新たな技術を提供する事を目指して研究を行う。

研究実績の概要

血液脳関門透過型AAVベクターと、細胞種特異的プロモーターとを組み合わせることにより、floxマウスへの静脈投与のみで、コンディショナルノックアウト(cKO)を行える手法の開発を目指し研究を実施した。
独自に考案したFlpO x dCreシステムとそれぞれの細胞種の特異的なAAVベクターを組み合わせることにより、アストロサイトでは、90%以上の特異性と40%以上のKO効率、ニューロンでは90%程度の特異性と80%以上のKO効率でcKOを起こせることを示した。
これらの結果は、すでに以下の国際誌に掲載済である。
Kawabata H, Konno A, Matsuzaki Y, Sato Y, Kawachi M, Aoki R, Tsutsumi S, Togai S, Kobayashi R, Horii T, Hatada I, Hirai H. (2024) Improving cell-specific recombination using AAV vectors in the murine CNS by capsid and expression cassette optimization.
Mol Ther Methods Clin Dev., 32(1):101185.
また、これ以外にも関連する研究として、Nature Biomedical Engineeringを含む国際誌に、7報の論文を掲載した(すべて査読あり)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

すでに国際誌への掲載が完了しており、当初の計画以上に進展している。

今後の研究の推進方策

論文ではアストロサイトとニューロンのみで、cKOを起こす手法を検討したが、これ以外の細胞種でも同様の手法が適応可能かどうかを検討していく。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 3件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCSF/Stanford University/OHSU(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Western Ontario(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improving cell-specific recombination using AAV vectors in the murine CNS by capsid and expression cassette optimization2024

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Hayato、Konno Ayumu、Matsuzaki Yasunori、Sato Yumika、Kawachi Mika、Aoki Ryo、Tsutsumi Saki、Togai Shota、Kobayashi Ryosuke、Horii Takuro、Hatada Izuho、Hirai Hirokazu
    • 雑誌名

      Molecular Therapy - Methods & Clinical Development

      巻: 32 号: 1 ページ: 101185-101185

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2024.101185

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anxiety control by astrocytes in the lateral habenula2024

    • 著者名/発表者名
      Tan Wanqin、Ikoma Yoko、Takahashi Yusuke、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Hirase Hajime、Matsui Ko
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.neures.2024.01.006

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protein kinase Cγ negatively regulates the intrinsic excitability in zebrin-negative cerebellar Purkinje cells2024

    • 著者名/発表者名
      Masashi Watanave, Mika Kawachi, Ayumu Konno, Ryo Aoki, Yuuki Fukai, Yasunori Matsuzaki, Ryosuke Kaneko, Hirokazu Hirai
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 18 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fncel.2024.1349878

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic modulation of pulsatile activities of oxytocin neurons in lactating wild-type mice2023

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi Kasane、Hagihara Mitsue、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Yukinaga Hiroko、Miyamichi Kazunari
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 5 ページ: e0285589-e0285589

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0285589

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interstitial-fluid shear stresses induced by vertically oscillating head motion lower blood pressure in hypertensive rats and humans2023

    • 著者名/発表者名
      Murase Shuhei、Sakitani Naoyoshi、Maekawa Takahiro、Yoshino Daisuke、Takano Kouji、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Saito Taku、et al
    • 雑誌名

      Nature Biomedical Engineering

      巻: 7 号: 11 ページ: 1350-1373

    • DOI

      10.1038/s41551-023-01061-x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Astrocytic GPCR-Induced Ca2+ Signaling Is Not Causally Related to Local Cerebral Blood Flow Changes2023

    • 著者名/発表者名
      Ozawa Katsuya、Nagao Masaki、Konno Ayumu、Iwai Youichi、Vittani Marta、Kusk Peter、Mishima Tsuneko、Hirai Hirokazu、Nedergaard Maiken、Hirase Hajime
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 17 ページ: 13590-13590

    • DOI

      10.3390/ijms241713590

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] State-dependent modulation of positive and negative affective valences by a parabrachial nucleus-to-ventral tegmental area pathway in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Nagashima Takashi、Mikami Kaori、Tohyama Suguru、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Watabe Ayako M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 17 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fncir.2023.1273322

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Excitatory subtypes of the lateral amygdala neurons are differentially involved in regulation of synaptic plasticity and excitation/inhibition balance in aversive learning in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Morishima Mieko、Matsumura Sohta、Tohyama Suguru、Nagashima Takashi、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Watabe Ayako M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 17 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/fncel.2023.1292822

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A blood-brain barrier-penetrating AAV2 mutant created by a brain microvasculature endothelial cell-targeted AAV2 variant2023

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Hayato、Konno Ayumu、Matsuzaki Yasunori、Hirai Hirokazu
    • 雑誌名

      Molecular Therapy - Methods & Clinical Development

      巻: 29 ページ: 81-92

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2023.02.016

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DOPAnization of tyrosine in α-synuclein by tyrosine hydroxylase leads to the formation of oligomers.2022

    • 著者名/発表者名
      1.Jin M., Matsumoto S., Ayaki T., Yamakado H., Taguchi T., Togawa N., Konno A., Hirai H., Nakajima H., Komai S., Ishida R., Chiba S., Takahashi R., Takao T. and Hirotsune S.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13(1):6880 号: 1 ページ: 6880-6880

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34555-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of microglia-targeting adeno-associated viral vectors as tools to study microglial behavior in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Okada Yukihiro、Hosoi Nobutake、Matsuzaki Yasunori、Fukai Yuuki、Hiraga Akito、Nakai Junichi、Nitta Keisuke、Shinohara Yoichiro、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 1224-1224

    • DOI

      10.1038/s42003-022-04200-3

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Liver-secreted fluorescent blood plasma markers enable chronic imaging of the microcirculation2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Xiaowen、Delle Christine、Asiminas Antonis、Akther Sonam、Vittani Marta、Br?gger Peter、Kusk Peter、Vo Camilla Trang、Radovanovic Tessa、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Fukuda Masahiro、Weikop Pia、Goldman Steven A.、Nedergaard Maiken、Hirase Hajime
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 2 号: 10 ページ: 100302-100302

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2022.100302

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protective roles of MITOL against myocardial senescence and ischemic injury partly via Drp1 regulation2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuyama T、Uosaki H、Sugiura A、Nishitai G、Takeda K、Nagashima S、Shiiba I、Ito N、Amo T、Mohri S、Nishimura A、Nishida M、Konno A、Hirai H、Ishido S、Yoshizawa T、Shindo T、Takada S、Kinugawa S、Inatome R、Yanagi S
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 7 ページ: 104582-104582

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104582

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasticity of neural connections underlying oxytocin-mediated parental behaviors of male mice2022

    • 著者名/発表者名
      Kengo Inada, Mitsue Hagihara, Kazuko Tsujimoto, Takaya Abe, Ayumu Konno, Hirokazu Hirai, Hiroshi Kiyonari, Kazunari Miyamichi
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: - 号: 12 ページ: 2009-2023

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2022.03.033

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] D-Cysteine Activates Chaperone-Mediated Autophagy in Cerebellar Purkinje Cells via the Generation of Hydrogen Sulfide and Nrf2 Activation2022

    • 著者名/発表者名
      Ueda Erika、Ohta Tomoko、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Kurauchi Yuki、Katsuki Hiroshi、Seki Takahiro
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 号: 7 ページ: 1230-1230

    • DOI

      10.3390/cells11071230

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrophysiological and Imaging Analysis of GFP-Tagged Protein Kinase C γ Translocation in Cerebellar Purkinje Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Hirai H, Fukai Y, Konno A, Hosoi N.
    • 雑誌名

      Cerebellum

      巻: - 号: 5 ページ: 776-783

    • DOI

      10.1007/s12311-022-01384-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AAVベクターの静脈投与のみでコンディショナルノックアウトを行う手法2024

    • 著者名/発表者名
      今野 歩、川畑 勇人、平井 宏和
    • 学会等名
      NEURO2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a method for the gene expression preferentially in microglia using an adeno-associated virus vector2023

    • 著者名/発表者名
      今野歩、岡田如弘、松崎泰教、平井宏和
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アデノ随伴ウイルスベクターの静脈投与を介したマウス脳への細胞種特異的遺伝子導入2022

    • 著者名/発表者名
      今野歩
    • 学会等名
      日本薬物動態学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 血液脳関門透過型AAVベクターによる細胞種特異的遺伝子発現2022

    • 著者名/発表者名
      今野歩
    • 学会等名
      第96 回日本薬理学会年会/ 第43 回日本臨床薬理学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 群馬大学大学院 医学系研究科 脳神経再生医学分野

    • URL

      https://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 群馬大学 未来先端研究機構 ウイルスベクター開発研究センター

    • URL

      https://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/vvcenter/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 改良型ミクログリア標的AAVベクター2024

    • 発明者名
      平井宏和、今野歩、青木遼
    • 権利者名
      平井宏和、今野歩、青木遼
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-013394
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [産業財産権] 血管平滑筋指向性アデノ随伴ウイルスベクター2023

    • 発明者名
      瀬原吉英、今野歩
    • 権利者名
      瀬原吉英、今野歩
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-117434
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [産業財産権] 抑制性ニューロン特異的プロモーター2022

    • 発明者名
      平井宏和、今野歩、松﨑泰教、深井悠貴
    • 権利者名
      平井宏和、今野歩、松﨑泰教、深井悠貴
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-079298
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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