単一神経細胞が示す入出力特性の定量的解析に向けた、ウイルスベクターの開発

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23650175
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 金子 武嗣 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90177519)
• 研究分担者: 日置 寛之 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00402850)
• キーワード: ウイルスベクター / レンチウイルス / アデノ随伴ウイルス / 遺伝子改変動物 / 神経シナプストレーサー / 神経細胞 / 局所神経回路 / 定量的解析

研究概要

中枢神経系の作動原理を理解するためには、その構造的基盤である局所神経回路の知識が必要不可欠である。本研究課題は、形態学的解析に遺伝子工学技術を積極的に取り入れ、神経解剖学の新たな方法論の確立を目指すものである。具体的には、次の二つの課題に取り組んだ。(A) 単一神経細胞への入力特性：Cre存在下で経シナプス逆行性トレーサータンパクを発現するウイルスベクター（Lentivirus, AAV2）を、Cre発現遺伝子改変動物に注入し、単一神経細胞への入力特性を定量的に解析する方法論の開発。（Ｂ）単一神経細胞からの出力特性：経シナプス順行性トレーサータンパクを発現するウイルスベクター、及びCre発現遺伝子改変動物を用い、単一神経
細胞の出力特性を定量的解析する方法論の開発。本研究課題を通じ、神経解剖学の新たな方向性・可能性を提示したいと考えている。
H24年度は、前年度に開発したウイルスベクター（flox型）では下流遺伝子のリーク発現が認められたため、flexタイプを中心に研究開発を進めた。(A) 経シナプス逆行性トレーサータンパクがシナプスを越えて運ばれた像を確認することは出来たが、高感度な免疫染色を用いてもシグナルは弱く、定量的解析は困難であった。今後はウイルスベクターの改良や（さらに高発現）、さらに高感度な染色法を検討する必要があるであろう。(B) 線条体において検討を行った。抗体を自作するなど、経シナプス順行性トレーサータンパクがシナプスを越えて運ばれた像は確認できなかった。既に報告・実績のある嗅覚系や小脳で検証実験を続ける予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Cell type-specific inhibitory inputs to dendritic and somatic compartments of parvalbumin-expressing neocortical interneuron. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hioki H, Okamoto S, Konno M, Kameda H, Sohn J, Kuramoto E, Fujiyama F, Kaneko T
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 33 ページ: 544-555
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2255-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] A quantitave analysis of axon bouth distribution of subthalamic nucleus neurons in the rat by single neuron visualization with a viral vector. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koshimizu Y, Fijiyama F, Nakamura KC, Furuta T, Kaneko T
  • 雑誌名: The Journal of Comparative Neurology 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1002/cne.23277
  • 査読あり
• [学会発表] Single-neuron tracing study of thalamocortical projections arising from the rat mediodorsal nucleus by using a Sindbis viral vector. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto E, Pan Shixiu, Furuta T, Hioki H, Kaneko T
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 20120918-20120921
• [備考] 高次脳形態学
  • URL: http://www.mbs.med.kyoto-u.sc.jp/