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2017 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、昨年度に作製した数種の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マカクサル中脳への注入実験を実施し、その評価を行った。その結果、ドーパミンニューロンにおける効率的な導入遺伝子発現を実現するベクターを確立できたが、その発現選択性にはまだ向上の余地があることが明らかとなった。また、良い結果を得たベクター種において、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。さらに、今年度は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を開発、検証するとともに、多点記録による電気生理学的解析および脳機能画像解析の為の準備を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

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、細胞種選択制に若干の問題を抱えているが、次年度解消できる見込みである。このため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各種解析の解析が遅れているが、これまでにMPTP投与モデルなどを利用してその基盤技術は確立出来たため、次年度に本格的に進める予定である。

今後の研究の推進方策

ドーパ-ミン細胞選択的発現ウイルスベクターの開発に関しては引き続き行うが、現状で最も良いベクターを利用した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作製を行う。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、髄液採取による生化学的解析も実施する。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、別固体を利用した電気生理学的、および脳機能画像解析を開始する。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Alterations in the reduced pteridine contents in the cerebrospinal fluids of LRRK2 mutation carriers and patients with Parkinson's disease.2018

    • 著者名/発表者名
      Ichinose H; Inoue K; Arakawa S; Watanabe Y; Kurosaki H; Koshiba S; Hustad E; Takada M; Aasly JO
    • 雑誌名

      J Neural Transm

      巻: 125 ページ: 45-52

    • DOI

      10.1007/s00702-017-1784-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multisynaptic projections from the amygdala to the ventral premotor cortex in macaque monkeys: Anatomical substrate for feeding behavior.2018

    • 著者名/発表者名
      Ishida H; Inoue K; Takada M
    • 雑誌名

      Front Neuroanat

      巻: 12 ページ: 3

    • DOI

      10.3389/fnana.2018.00003

    • 査読あり
  • [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] High-speed and scalable whole-brain imaging in rodents and primates.2017

    • 著者名/発表者名
      Seiriki K; Kasai A; Hashimoto T; Schulze W; Niu M; Yamaguchi S; Nakazawa T; Inoue K; Uezono S; Takada M; Naka Y; Igarashi H; Tanuma M; Wascheck JA; Ago Y; Tanaka KF; Hayata-Takano A; Nagayasu K; Shintani N; Hashimoto R; Kunii Y; Hino M; Matsumoto J; Yabe H; Nagai T; Fujita K; Matsuda T; Takuma K. Baba A; Hashimoto H
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 94 ページ: 1085-1100

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.05.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pseudotyped lentiviral vectors for retrograde gene delivery into target brain regions.2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K; Inoue K; Tanabe S; Kato S; Takada M; Kobayashi K
    • 雑誌名

      Front Neuroanat

      巻: 11 ページ: 65

    • DOI

      10.3389/fnana.2017.00065

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonhuman primate optogenetics: Recent advances and future directions.2017

    • 著者名/発表者名
      Galvan A; Stauffer WR; Ackerson L; El-Shamayleh Y; Inoue K; Ohayon S; Schmid M.
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 37 ページ: 10894-10903

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1839-17.2017

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] マーモセットにおける大脳基底核および小脳から前部・後部帯状皮質への多シナプス性入力様式2018

    • 著者名/発表者名
      上園志織、田辺創思、藤原真紀、柘植仁美、中村克樹、井上謙一、高田昌彦
    • 学会等名
      第7回日本マーモセット研究会大会
  • [学会発表] 化学遺伝学とPET イメージングの融合による黒質線条体ドーパミン神経活動制御2018

    • 著者名/発表者名
      南本敬史、三村喬生、永井裕司、井上謙一、須原哲也、高田昌彦
    • 学会等名
      第7回日本マーモセット研究会大会
  • [学会発表] 狂犬病ウイルスゲノムの分節化2017

    • 著者名/発表者名
      日高侑也、小林由紀、伊藤睦代、林昌宏、井上謙一、伊藤琢也
    • 学会等名
      第16回狂犬病研究会
  • [学会発表] Cells of origin of multisynaptic projections from amygdala to ventral premotor cortex in macaques2017

    • 著者名/発表者名
      Ishida H; Inoue K; Hoshi E; Takada M
    • 学会等名
      Different elements of Primate Neural Networks in the Connectome Era
    • 国際学会
  • [学会発表] Organization of multisynaptic inputs from the basal ganglia to the premotor cortex in macaque monkeys - Retrograde transneuronal dual tracing using rabies viral vectors.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue K; Fujiwara M; Uezono S; Tanabe S; Ishida H; Hoshi E; Takada M
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference: Primate Neuroscience
    • 国際学会
  • [学会発表] 霊長類および齧歯類の線条体入力系におけるFuGシュードタイプレンチウイルスベクターの遺伝子導入特性2017

    • 著者名/発表者名
      田辺 創思、井上 謙一、上園 志織、柘植 仁美、中村 克樹、小林 和人、高田 昌彦
    • 学会等名
      第32回 日本大脳基底核研究会
  • [学会発表] マーモセットにおける大脳基底核から帯状皮質への多シナプス性入力様式2017

    • 著者名/発表者名
      上園 志織、田辺 創思、藤原 真紀、柘植 仁美、中村 克樹、井上 謙一、高田 昌彦
    • 学会等名
      第32回 日本大脳基底核研究会
  • [学会発表] Differences in retrograde gene transfer efficiency and cytotoxicity between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in the striatal input system of rodents and primates.2017

    • 著者名/発表者名
      Tanabe S; Uezono S; Tsuge H; Fujiwara M; Nagaya K; Nagaya N; Sugawara M; Miwa M; Konoike N; Kato S; Nakamura K; Kobayasi K; Inoue K; Takada M
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Phase-amplitude coupling in cerebro-basal ganglia-cerebellar networks: A new model of hypo- and hyperkinetic movement disorders.2017

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya T; Nagai Y; Inoue K; Hori Y; Kikuchi E; Lee J; Suhara T; Iriki A; Minamimoto T; Takada M; Isoda M; Matsumoto M; Mccairn K.W.
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Organization of multisynaptic inputs from the basal ganglia to the dorsal and ventral premotor cortices in macaque monkeys: retrograde transneuronal dual tracing with fluorescent rabies viral vectors.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue K; Fujiwara M; Uezono S; Tanabe S; Tsuge H; Nagaya N; Nagaya K; Ishida H; Hoshi E; Takada M
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] The lentiviral vector pseudotyped with FuG-E glycoprotein is more suitable; compared with the FuG-B2 type; for retrograde gene transfer into the cortical input system of primates.2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuge H; Uezono S; Tanabe S; Fujiwara M; Nagaya K; Nagaya N; Sugawara M; Miwa M; Konoike N; Kato S; Nakamura K; Kobayashi K; Inoue K; Takada M
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Organization of multisynaptic inputs from the basal ganglia and cerebellum to the cingulate cortex in common marmosets as revealed by retrograde transneuronal labeling with rabies virus.2017

    • 著者名/発表者名
      Uezono S; Tsuge H; Tanabe S; Fujiwara M; Nagaya N; Nagaya K; Inoue K; Takada M
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] Pathway-selective manipulation of neural circuits2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue K
    • 学会等名
      NIMH Workshop Neural Circuits: Gaps and Opportunities
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 狂犬病ウイルスゲノムの分節化2017

    • 著者名/発表者名
      日高 侑也、林 昌宏、伊藤 睦代、朴 天鍋、君付 和範、井上 謙一、小林 由紀、伊藤 琢也
    • 学会等名
      第160回日本獣医学会学術集会
  • [学会発表] Analysis of epitope on rabies virus phosphoprotein recognized by a single chain variable fragment which inhibits rabies virus growth.2017

    • 著者名/発表者名
      Kaku Y; Inoue K; Inoue S; Noguchi A; Mirikawa S
    • 学会等名
      第65回日本ウイルス学会学術集会
  • [学会発表] Pathway-selective optogenetics for elucidating neural network function in primates.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue K
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Arrangement of multisynaptic inputs from the basal ganglia to the dorsal and ventral premotor cortical areas in macaques: retrograde transneuronal double labeling with fluorescent rabies viral vectors.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue K; Fujiwara M; Uezono S; Tanabe S; Ishida H; Hoshi E; Takada M
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] FAST; High-speed serial-sectioning imaging for whole brain analysis with high scalability.2017

    • 著者名/発表者名
      Kasai A; Seiriki K; Hashimoto T; Niu M; Yamaguchi S; Naka Y; Igarashi H; Tamura M; Nakazawa T; Inoue K; Takada M; Fujita K; Hashimoto H
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Organization of multisynaptic inputs from the basal ganglia and cerebellum to the anterior and posterior cingulate cortical areas in common marmosets: Retrograde transneuronal double labeling with fluorescent rabies viral vectors.2017

    • 著者名/発表者名
      Uezono S; Tanabe S; Fujiwara M; Tsuge H; Nakamura K; Inoue K; Takada M
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Optogenetic modulation of saccade-controlling circuits in the monkey basal ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Amita H; Kim H.F; Inoue K; Takada M; Hikosaka O
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Differences in retrograde gene transfer efficiency and cytotoxicity between lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E and FuG-B2 glycoprotein in rodent and primate brains.2017

    • 著者名/発表者名
      Tanabe S; Tsuge H; Uezono S; Fujiwara M; Miwa M; Konoike N; Kato S; Nakamura K; Kobayashi K; Inoue K; Takada M
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Cells of origin of multisynaptic projections from amygdala to ventral premotor cortex in macaques2017

    • 著者名/発表者名
      Ishida H; Inoue K; Hoshi E; Takada M
    • 学会等名
      平成29年度生理研研究会 第7回社会神経科学研究会
  • [学会発表] 霊長類における光遺伝学を利用した神経回路操作2017

    • 著者名/発表者名
      井上 謙一
    • 学会等名
      日本学術振興会 光電相互変換第125委員会 第239回研究会 「光技術が切り開く新しいバイオサイエンス・テクノロジー」
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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