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前頭前野皮質回路の遺伝子操作による病態モデル解析

公募研究

研究領域マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出
研究課題/領域番号 25116519
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

小林 和人  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90211903)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード行動柔軟性 / 逆転学習 / 注意シフト / 背内側視床核 / 前頭前野皮質 / 視床皮質路 / 逆行性導入ベクター / イムノトキシン / 学習 / 皮質線条体路
研究実績の概要

統合失調症などの精神疾患の発病は、前頭前野皮質を中心とする脳領域の機能異常に起因し、それらをめぐる脳領域での物質代謝や神経伝達の変化が病態に深く関係するが、精神疾患の病態の基盤となる脳内神経回路の障害のメカニズムについては十分に理解されていない。本研究では、内側前頭前野皮質 (medial prefrontal cortex/mPFC)を中心とする神経回路について、mPFC への入力経路およびmPFCあるいは線条体に局在する GABA 作動性介在ニューロンの役割が、統合失調症様の行動障害にどのように関係するのかを解析する。特に、mPFC 機能に依存する作業記憶および attentional shift 機能に着目し、これらの障害に結びつく神経回路機構の解明に取り組む。第一に、背内側mediodorsal(MD) 視床核に由来し、mPFCに投射する神経路の選択的除去を誘導するために、イムノトキシン受容体であるヒトインターロイキン-2 受容体 (IL-2R)をコードするNeuRetベクターをマウスのmPFCに注入した。MD核などmPFCに入力する神経路にIL-2Rの発現を検出した。その後、MDにイムノトキシンを注入し、視床皮質路の選択的除去を誘導した。今後、このマウスはMDに由来する視床皮質路の行動柔軟性における役割を研究するための有益なモデルを提供する。第二に、mPFC におけるGABA作動性介在ニューロンタイプの行動生理学的な役割を解明するために、特に、パルブアルブミン (PV) を含有する介在ニューロンを標的とするために、PV遺伝子の制御下にCre組み換え酵素を発現するラットを作成した。このラットの線条体においてPVニューロンにおけるCreの発現が見出された。このため、今後、AAVベクターを線条体に注入することにより、細胞タイプ特異的にIL-2Rの発現を誘導した。本トランスジェニック系統は、今後、線条体におけるPV陽性介在ニューロンの行動生理学的機能を研究するための有益なモデルとなる可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Improved transduction efficiency of a lentiviral vector for neuron-specific retrograde gene transfer by optimizing the junction of fusion envelope glycoprotein.2014

    • 著者名/発表者名
      Kato, S., Kobayashi, K., and Kobayashi, K.
    • 雑誌名

      J Neurosci. Methods

      巻: 227 ページ: 151-158

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2014.02.015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous visualization of extrinsic and intrinsic axon collaterals in Golgi-like detail for mouse corticothalamic and corticocortical cells: a double viral infection method2014

    • 著者名/発表者名
      Watakabe, A., Takaji, M., Kato, S., Kobayashi, K., Mizukami, H., Ozawa, K., Ohsawa, S., Matsui, R., Watanabe, D., and Yamamori, T.
    • 雑誌名

      Frontiers in neural circuits

      巻: 8 ページ: 110-110

    • DOI

      10.3389/fncir.2014.00110

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular mechanisms that drive estradiol-dependent burst firing of Kiss1 neurons in the rostral periventricular preoptic area.2013

    • 著者名/発表者名
      Zhang et al.
    • 雑誌名

      Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.

      巻: 305 号: 11 ページ: E1384-E1397

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00406.2013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Control of emotion and its memory by monoamines. Neural network that mediates selection and flexibility of behaviors: Roles of striatal input pathways2014

    • 著者名/発表者名
      小林 和人
    • 学会等名
      第87回日本生化学大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimizing the junction of glycoprotein for the transduction efficiency of a lentiviral vector for neuron-specific retrograde gene transfer2014

    • 著者名/発表者名
      加藤成樹、小林憲太、小林和人
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Thalamostriatal system that regulates response selection and flexibility2014

    • 著者名/発表者名
      小林 和人
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Verified contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after a corticospinal tract lesion in the monkey.2013

    • 著者名/発表者名
      Toyama et al.
    • 学会等名
      43rd Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ウイルスベクター2重感染法を用いた経路選択的遮断法のマウス指向運動制御系を指標とする考察2013

    • 著者名/発表者名
      伊佐ら
    • 学会等名
      Neuro2013 第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TET2重染色法(TEDI)を使った大脳皮質投射ニューロンサブタイプの同時標識2013

    • 著者名/発表者名
      渡我部ら
    • 学会等名
      Neuro2013 第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Gene Therapy -Tools and Potential Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Kato et al.
    • 総ページ数
      744
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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