ウイルスベクターを利用した霊長類の全脳的遺伝子導入法の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14316
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 井上 謙一 京都大学, 霊長類研究所, 助教 (90455395)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 神経科学 / 脳・神経 / バイオテクノロジー / ウイルスベクター / 霊長類

研究実績の概要

本研究では、ヒトに近縁なモデル動物であり、感覚・運動・認知などの様々な脳機能や、それらを支える神経回路に関する知見が集積されているサル類において、新規のウイルスベクターの開発により全脳的なニューロンへの遺伝子導入手法を実現し、それらを実用的なレベルで確立するための、ベクター開発および導入法の検討を行なっている。今年度は、昨年度開発した、マカクサル新生児において全脳的なニューロンへの遺伝子導入能を示したAAV9ベースのキャプシド改変ベクターのキャプシドをさらに改変し、幼若マカクサルへ静脈内導入し、導入法を工夫することによって、ニューロンへの導入効率を増強するとともに、多臓器への導入を低減できることを確認した。また、別の改変キャプシドを用いることにより、幼若マカクサルにおいて後根神経節ニューロン選択的に遺伝子を導入するベクターの開発に成功した。さらに、良好な結果を得たベクターをげっし類にも適用し、げっし類成体において簡便に全脳的な遺伝子発現を誘導する手法の開発を進めた。本研究成果は始めてマカクサル新生児および幼若マカクサルへのAAVベクターの静脈内導入により、脳の広範な部位におけるニューロンへの遺伝子導入が可能であることを示したものであり、現在これらのベクターの導入特性を解析しており、一部の結果については論文投稿準備を行っている。今後、作製した遺伝性運動疾患モデルを作出するためのベクター等を用いて、同法を有用なモデル動物作出に繋げる応用研究を進めるとともに、遺伝子治療研究への展開を図りたい。

研究成果

• [雑誌論文] Visuomotor signals for reaching movements in the rostro-dorsal sector of the monkey thalamic reticular nucleus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Saga Y, Nakayama Y, Inoue K, Yamagata T, Hashimoto M, Tremblay L, Takada M, Hoshi E
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/ejn.13421
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The use of an optimized chimeric envelope glycoprotein enhances the efficiency of retrograde gene transfer of a pseudotyped lentiviral vector in the primate brain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanabe S, Inoue K, Tsuge H, Uezono S, Nagaya K, Fujiwara M, Kato S, Kobayashi K, Takada M
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.neures.2017.02.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Propagated but Topologically Distributed Forebrain Neurons Expressing Alpha-Synuclein in Aged Macaque. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura K,Inoue K, Kuroiwa Y, Tanaka F, Takada M
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 11 ページ: e0166861
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0166861
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PET imaging-guided chemogenetic silencing reveals a critical role of the rostromedial caudate in reward evaluation in monkeys. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y, Kikuchi E, Lerchner W, Inoue K, Ji B, Eldridge MAG, Kaneko H, Kimura Y, Oh-Nishi A, Hori Y, Kato Y, Kumata K, Zhang M-R, Aoki I, Suhara T, Takada M, Higuchi M, Richmond BJ, Minamimoto T
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 7 ページ: 13605
  • DOI: 10.1038/ncomms13605
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 狂犬病ウイルスベクターを用いた逆行性越シナプス的ラベル法によるマーモセット帯状皮質への入力様式の解明：大脳基底核からの入力について (2017)
  • 著者名/発表者名: 上園志織、柘植仁美、田辺創思、藤原真紀、長屋七奈、長屋清美、井上謙一、高田昌彦
  • 学会等名: 第112回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎大学、長崎
  • 年月日: 2017-03-29 – 2017-03-29
• [学会発表] Prevention of MPTP-induced parkinsonism by recruitment of calbindin into nigral dopamine neurons. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Miyachi S, Nishi K, Okado H, Nagai Y, Minamimoto T, Nambu A, Takada M
  • 学会等名: the 12th International Basal Ganglia Society Meeting, IBAGS 2017.
  • 発表場所: Merida, Mexico
  • 年月日: 2017-03-27 – 2017-03-27
  • 国際学会
• [学会発表] ウイルスベクターを利用した霊長類における神経ネットワーク操作 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上謙一
  • 学会等名: 第6回 生理研-霊長研-脳研 合同シンポジウム
  • 発表場所: 新潟大学脳研究所統合脳機能研究センター, 新潟
  • 年月日: 2017-03-10 – 2017-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] The lentiviral vector pseudotyped with FuG-E glycoprotien is more suitable, compared with FuG-B2, for retrograde gene transfer in the cortical input system of primate brains. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuge H, Uezono S, Tanabe S, Fujiwara M, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K, Takada M
  • 学会等名: 第6回マーモセット研究会
  • 発表場所: 東京大学, 東京
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-12
• [学会発表] Differences in efficiency of retrograde gene transfer and cytotoxity between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in primate brains. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugawara M, *Tanabe S, Uezono S, Tsuge H, Fujiwara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Inoue K, Takada M, Kobayashi K
  • 学会等名: 第6回マーモセット研究会
  • 発表場所: 東京大学, 東京
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-12
• [学会発表] Studying the structure and function of primate brain by using viral vectors (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue K
  • 学会等名: The 7th International Neural Microcircuit Conference
  • 発表場所: 自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター, 岡崎
  • 年月日: 2016-12-08 – 2016-12-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Manipulation of primate neural networks by means of modified viral vectors (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue K
  • 学会等名: NHP Chemogenetics Workshop
  • 発表場所: National Institute of Health, Bethesda, USA
  • 年月日: 2016-12-01 – 2016-12-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Use of an optimized chimeric envelope glycoprotein enhances the efficiency of retrograde gene transfer of a pseudotyped lentiviral vector in the primate brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara M, Tanabe S, Tsuge H, Uezono S, Nagaya K, Sugawara M, Kato S, Kobayashi K, Inoue K, Takada M
  • 学会等名: Neuroscience 2016
  • 発表場所: San Diego、USA
  • 年月日: 2016-11-16 – 2016-11-16
• [学会発表] Multisynaptic projections from the basal nucleus of the amygdala to the ventral premotor cortex in macaque monkeys. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida H, Inoue K, Takada M, Hoshi E
  • 学会等名: Neuroscience 2016
  • 発表場所: San Diego、USA
  • 年月日: 2016-11-12 – 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] 霊長類におけるウイルスベクターを利用した神経回路の光操作 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上謙一
  • 学会等名: ルミノジェネティクス研究会
  • 発表場所: KKRホテル熱海,熱海
  • 年月日: 2016-07-23 – 2016-07-23
• [学会発表] Comparison of efficiency of retrograde gene transfer between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in primate brains: Cortical input system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuge H, Uezono S, Tanabe S, Fujiwara M, Nagaya K, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K, Takada M
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-22 – 2016-07-22
• [学会発表] Comparison of the efficiency of retrograde gene transfer between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in primate brains: Striatal input system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanabe S, Uezono S, Tsuge H, Fujiwara M, Nagaya K, Sugawara M, Miwa M, Konoike N, Kato S, Nakamura K, Kobayashi K, Inoue K,
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-22 – 2016-07-22
• [学会発表] Use of an optimized chimeric envelope glycoprotein for enhancement of the efficiency of retrograde gene transfer of a pseudotyped lentiviral vector in the primate brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Tanabe S, Tsuge H, Ueno T, Nagaya K, Fujiwara M, Sugawara M, Kato S, Kobayashi K, Takada M
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-22 – 2016-07-22
• [学会発表] In vivo electrophysiological evaluation of chanelrhodopsin-2-expressed dorsal root ganglion neurons in adults rats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Seki K, S Wupuer, Umeda T, Inoue K, Kudo M, Takada M
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-22 – 2016-07-22
• [学会発表] Differential adeno-associated virus mediated gene transfer to dorsal root ganglion neurons with different size in common marmosets. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kudo M, S Wupuer, Inoue K, Takada M, Seki K
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-22 – 2016-07-22
• [学会発表] Origin of multisynaptic projections from the amygdala to the forelimb region of the ventral premotor cortex in macaque monkeys. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida M, Inoue K, Takada M, Hoshi E
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-21 – 2016-07-21
• [学会発表] Investigations of spontaneously naturally emerging parkinsonism-cerebellar syndromein an aged Japanese macaque (Macaca fuscata yakui): a potential analogue of multiplesystem atrophy. (2016)
  • 著者名/発表者名: K.W. McCairn, Ninomiya T, Nagai Y, Go Y, Inoue K, Kimura K, Matsumoto M, Minamimoto M, Isoda M, Takada M
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-21 – 2016-07-21
• [学会発表] Primate models for elucidating the circuit pathology of nigrostriatal dopamine system (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue K
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会サテライトシンポジウム：大脳基底核の機能と疾患：基礎と臨床
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜
  • 年月日: 2016-07-19 – 2016-07-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Gene Therapy for Neurological Disorders: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, vol 1382 (Manfredsson FP, ed) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Kato S, Inoue K, Takada M, Kobayashi K
  • 総ページ数: 493 (175-186)
  • 出版者: Springer
• [備考] 京都大学霊長類研究所 統合脳システム分野 ホームページ
  • URL: http://www.pri.kyoto-u.ac.jp/sections/systems_neuroscience/index.html