ヒト脳機能解明への道程としての遺伝子改変ラット作製法の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24240048
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325)
• 研究分担者: 阿部 学 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (10334674) ; 夏目 里恵 新潟大学, 脳研究所, 技術職員 (60467082) ; 中務 胞 新潟大学, 脳研究所, 助教 (60641579) ; 周 麗 新潟大学, 脳研究所, 助教 (80568410)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ノックアウトラット / 異種動物間キメラ / 遺伝子改変

研究実績の概要

本研究の目的は、脳機能解析及び病態解明に利用できる遺伝子改変ラットを安価かつ容易に作製する方法を確立し、ノックアウトマウスと同様にノックアウトラットを研究リソースとして利用できる基盤を作ることである。この目的を達成するために、ラットES細胞の培養条件、相同組換えを用いた迅速な遺伝子改変方法、確実に生殖細胞への分化をするキメラ作製法の確立をおこなうこと、さらに当該ラットES細胞を用いてマウス・ラット異種動物間キメラ法によりラット配偶子の作出法を開発することを目指し研究をおこなった。
本研究では、SDラット及びBNラットからES細胞を樹立し、相同組換えによる遺伝子改変をおこなう技術を確立した。さらに、両者のES細胞をラット胚に導入し、生殖系列遺伝するキメラ作製に成功した。本研究計画の第一目標である、ラットES細胞より安定的に遺伝子改変ラットを樹立する技術を確立した。
もうひとつの柱であるラット・マウス異種間キメラを用いたマウスよりラットES細胞由来精子を取得するために、胚盤胞補完法が効率的に利用できるES細胞移植受容胚の開発をおこなった。キメラ動物の精巣組織が外来のES細胞由来のものになる精巣形成不全マウスをコンディショナルノックアウト法により作出した。この精巣形成不全マウス胚に蛍光タンパク質を発現するラットES細胞を導入したキメラ動物では、蛍光タンパク質を発現する精巣が形成され、この精巣内には精細管組織が認められ、精原細胞が出来ていることが確認された。一方、精巣上体に精子は確認できなかったため、現在伸長精子細胞と思われる細胞を用いて顕微授精をおこないラット個体が出来ることの確認をしている。
このように、本研究は、当初予定していたラットES細胞をマウスに移植し、配偶子を作製する事を達成できた。今後、本技術を洗練させ、マウスに近い経費と労力で遺伝子組換えラットを作る技術を完成させたい。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Structure-Function Relationships between Aldolase C/Zebrin II Expression and Complex Spike Synchrony in the Cerebellum. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi S, Yamazaki M, Miyazaki T, Watanabe M, Sakimura K, Kano M, Kitamura K.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 35(2) ページ: 843-52.
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2170-14.2015.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anterograde c1ql1 signaling is required in order to determine and maintain a single-winner climbing fiber in the mouse cerebellum. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Mitakidis N, Miura E, Abe M, Matsuda K, Takeo YH, Kohda K, Motohashi J, Takahashi A, Nagao S, Muramatsu S, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M.
  • 雑誌名: Neuron. 巻: 85(2) ページ: 316-29
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2014.12.020.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontal basal cell-specific deletion of Pax6 impedes recovery of the olfactory neuroepithelium following severe injury. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki J, Sakurai K, Yamazaki M, Abe M, Inada H, Sakimura K, Katori Y, Osumi N.
  • 雑誌名: Stem Cells Dev. 巻: 24(16) ページ: 1923-33
  • DOI: 10.1089/scd.2015.0011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Task-specific enhancement of hippocampus-dependent learning in mice deficient in monoacylglycerol lipase, the major hydrolyzing enzyme of the endocannabinoid 2-arachidonoylglycerol. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto Y, Cagniard B, Yamazaki M, Nakayama J, Sakimura K, Kirino Y, Kano M.
  • 雑誌名: Front Behav Neurosci. 巻: 9 ページ: 134
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2015.00134. eCollection 2015.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Fever Is Mediated by Conversion of Endocannabinoid 2-Arachidonoylglycerol to Prostaglandin E2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kita Y, Yoshida K, Tokuoka SM, Hamano F, Yamazaki M, Sakimura K, Kano M, Shimizu T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10(7) ページ: e0133663
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0133663. eCollection 2015.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Determination of kainate receptor subunit ratios in mouse brain using novel chimeric protein standards. (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe-Iida I, Konno K, Akashi K, Abe M, Natsume R, Watanabe M, Sakimura K.
  • 雑誌名: J Neurochem. 巻: 6 ページ: 10090.
  • DOI: 10.1038/ncomms10090.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heterozygous Disruption of Autism susceptibility candidate 2 Causes Impaired Emotional Control and Cognitive Memory. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hori K, Nagai T, Shan W, Sakamoto A, Abe M, Yamazaki M, Sakimura K, Yamada K, Hoshino M.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10(12) ページ: e0145979.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0145979.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] モノアシルグリセロールリパーゼによる脂質ホメオスタシスの制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北芳博、吉田憲司、徳岡涼美、浜野文三江、崎村建司、狩野方伸、清水孝雄
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生学会合同大会）
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] ラットES細胞神経生物学から遺伝子改変動物作製の効率化：妊娠維持障害の改善 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中務胞、夏目里恵、高田華子、崎村建司
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生学会合同大会）
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Localization of neuropathic pain-related protein,BEGAIN in the spinal dorsal horn. (2015)
  • 著者名/発表者名: T.Katano,M.Watanabe, M.Yamazaki, M.Abe, I.Yao, K.Sakimura, S.Ito
  • 学会等名: Neuroscience2015
  • 発表場所: Chicago（USA）
  • 年月日: 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Dual effects of serotoninergic inputs on the local circuits regulating the corticotropin-releasing factor neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus: An electrophysioligical study using the CRF-Venus Δneo mouse. (2015)
  • 著者名/発表者名: T.Sato,T.Sugaya. T.Fuse, K.Uchida, A.H.Talukder,J.Kono, N.Sugimoto,S.Yamagata, M.Abe, M.Yamazaki, A.Fukuda,K.Sakimura,K.Itoi
  • 学会等名: Neuroscience2015
  • 発表場所: Chicago（USA）
  • 年月日: 2015-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] Arc/arg3.1 knockout mice exhibit behavioral flexibility in a serial reversal learning task. (2015)
  • 著者名/発表者名: H.Okuno,T.Endo,R.Kim,K.Minatohara,A.Araki,M.Abe,M.Kakeyama,K.Sakimura,H.Bito
  • 学会等名: Neuroscience2015
  • 発表場所: Chicago（USA）
  • 年月日: 2015-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] Behavioral analysis of GluD1 deficient mice with the pure genetic background. (2015)
  • 著者名/発表者名: C.Nakamoto, R.Natsume, E.Nakatsukasa,M.Abe,M.Watanabe, K.Sakimura
  • 学会等名: Neuroscience2015
  • 発表場所: Chicago（USA）
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular determinants underlying heterogeneity in AMPAR content across CA1 Schaffer collateral synapses. (2015)
  • 著者名/発表者名: M.Yamasaki,M.Fukaya, M.Yamazaki, M.Abe, K.Sakimura, M.Watanabe
  • 学会等名: Neuroscience2015
  • 発表場所: Chicago（USA）
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] A unique westernblot methodto measure the number of glutamate receptor subunits. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sakimura
  • 学会等名: 25th Meeting of the ISN
  • 発表場所: Cairns（Australia）
  • 年月日: 2015-08-24
  • 国際学会
• [学会発表] Arc欠損マウスに見られる行動柔軟性の障害および社会行動の変化 Impaired behavioral flexibility and altered competitive dominance in Arc/Arg3.1-deficient mice (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥野浩行、遠藤俊裕、金亮、漆原圭一郎、阿部学、掛山正心、崎村建司、尾藤晴彦
  • 学会等名: 第38回日本神経科学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29
  • 国際学会
• [学会発表] 内因性カンナビノイド2-アラキドノイルグリセロールはてんかん発作時の海馬歯状回分子層の興奮性シナプス伝達を制御する The endocannabinoid 2-arachidonoyl glycerol suppresses excitatory synaptic inputs around the inner and middle molecular layers of the dentate gyrus during seizures (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅谷祐樹、山崎真弥、崎村建司、狩野方伸
  • 学会等名: 第38回日本神経科学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29
  • 国際学会
• [学会発表] 低親和性カイニン酸受容体サブユニット、GluK2及びGluK3欠損マウスの行動解析 Analysis of behavioral phenotypes in low affinity kainate-type subunits deficient mice (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺和泉、今野幸太郎、明石馨、阿部学、夏目里恵、渡辺雅彦、崎村建司
  • 学会等名: 第38回日本神経科学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29
  • 国際学会
• [学会発表] 前頭側頭型認知症原因遺伝子granulinが発達期シナプス刈り込みを制御する Progranulin regulates climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development (2015)
  • 著者名/発表者名: 上阪直史、阿部学、山崎真弥、今野幸太郎、三國貴康、渡辺雅彦、崎村建司、狩野方伸、
  • 学会等名: 第38回日本神経科学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] プルキンエ細胞に発現するCNB1は小脳の興奮性および抑制性シナプス回路形成に重要である Calcineurin B1 subunit expressed in Purkinje cell is essential for the formation of excitatory and inhibitory cerebellar neuronal network (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮崎太輔、山崎美和子、崎村建司、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第38回日本神経科学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] RNA granule構成因子RNG105は記憶の成立に関与する RNG105, an RNA granule associated RNA-binding protein, is involved in memory formation (2015)
  • 著者名/発表者名: 中山啓、阿部学、山崎真弥、藤川顕寛、野田昌晴、二木啓、御子柴克彦、崎村建司、椎名伸之
  • 学会等名: 第38回日本神経科学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] ラット胚移植における三種混合麻酔の有用性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中務胞、夏目里恵、中本千尋、崎村建司
  • 学会等名: 第62回日本実験動物学会総会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-05-29
• [備考] 新潟大学脳研究所細胞神経生物学
  • URL: http://www.bri.niigata-u.ac.jp/~cellular/