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2016 年度 実施状況報告書

霊長類遺伝子改変モデルを利用したパーキンソン病の進行・発症機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0193
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) 2016-07-19 – 2019-03-31
キーワード神経科学 / 脳神経疾患 / パーキンソン / ウイルスベクター / 霊長類
研究実績の概要

本研究では、ウイルスベクターを利用して、進行性の神経変性が数ヶ月以上持続するマカクサルパーキンソン病モデル(アルファシヌクレイン過剰発現モデル)を開発し、このモデルに対し、症状発現前の期間も含めて行動学的解析・組織学的解析・生化学的解析・脳機能画像解析および電気生理学的解析など各種の解析手法を適用することを目的としている。このことにより、パーキンソン病の進行過程における脳・体内状態を明らかにし、症状発現前の病態の進行のメカニズムを理解することによって、パーキンソン病における病態進行の予測や根治療法の開発に貢献する。今年度は、中脳への注入によるドーパミンニューロン選択的なアルファシヌクレイン発現を実現する為のチロシン水酸化酵素(TH)プロモーター搭載アデノ随伴(AAV)ウイルスベクターの開発を行ない、マカクサルへの注入実験を開始したほか、A30PやA53Pおよびそのdouble mutantなどの変異型アルファシヌクレインを発現するベクターを作成した。また、個体差の大きい霊長類の脳において黒質緻密部への正確な注入を達成するために、MRIベースのナビゲーションシステムを改良し、MRIと注入実験において変更する必要がないヘッドホルダーを利用することで注入精度が向上することを確認した。さらに、運動障害の発現時期や障害の程度を解析する為の採餌課題の検討を行なったほか、マカクサル髄液採取法の検討を行ない、コンスタントに髄液を採取出来ることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

交付申請書の研究の目的および実施計画欄に記載した、アルファシヌクレイン発現AAVベクターの改良とベクター注入によるパーキンソン病モデルザル作成パラメーターの検証、において当初見込んだ通りの成果を得ている。また翌年度に本格的に開始するパーキンソン病モデルザルの行動学的・生化学的・組織学的解析、アルファシヌクレイン過剰発現パーキンソン病モデルザルの脳機能画像解析・生化学的解析に関しても当初予定通り準備が進んでおり、研究が順調に進展していると考えられるため。

今後の研究の推進方策

研究は当初の予定通り順調に進展していると考えられるため、今後も当初の予定に従い、前年度着手したドパ-ミン細胞選択的発現ウイルスベクターの開発等を進め、その結果決定するベクターと注入パラメーターを用いて、アルファシヌクレイン過剰発現パーキンソン病モデルザルを作成する。採餌タスクや、独自に開発した片側性モデル用のサル用UPDRSを利用して行動学的解析をおこなうほか、生化学的解析も実施できるよう準備を進める。注入から1~2ヵ月毎を目処に灌流固定を行なった脳サンプルを作成し、THおよびアルファシヌクレインの染色により導入遺伝子の発現状態やドーパミン細胞死の程度を解析すると共に、免疫組織学的手法あるいはIn situ hybridization法によってパーキンソン病関連遺伝子の発現状態を検証する。このほか、アルファシヌクレイン過剰発現パーキンソン病モデルザルの電気生理学的、およびアルファシヌクレイン過剰発現パーキンソン病モデルザルの脳機能画像解析を開始出来るようにするなど、当初計画通り研究を推進する。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [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: 45 ページ: 1186-1199

    • DOI

      10.1111/ejn.13421

    • 査読あり / 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; Fijiwara M; Kato S; Kobayashi K; *Takada M
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: 120 ページ: 45-52

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.02.007

    • 査読あり
  • [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 vectors2016

    • 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 vectors2016

    • 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
      2016-11-26 – 2016-11-26
    • 国際学会
  • [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] Motivation center in the ventral midbrain directly activates the descending motor pathways via the primary motor cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki M, Inoue K, Nakagawa H, Takada M, Isa T, Nishimura Y
    • 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] 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 system2016

    • 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

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公開日: 2018-01-16  

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