ウイルスベクターシステムを駆使した線条体入力系の構造─機能連関の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25250003
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高田 昌彦 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (00236233)
• 研究期間 (年度): 2013-10-21 – 2016-03-31
• キーワード: 神経回路 / 大脳基底核 / 線条体 / ウイルスベクター / 霊長類

研究実績の概要

本研究では、さまざまなウイルスベクターを利用した先端的神経ネットワーク解析システムを確立し、霊長類の大脳基底核を巡る神経ネットワークの構造と機能を明らかにすることを目的としている。
平成２７年度は、まず前年度から進めてきた「高発現型multi-color狂犬病ウイルスベクターを用いた前頭葉皮質への多シナプス性出力様式と皮質―線条体入力様式に基づく線条体の機能マッピング」に関する研究計画を継続している。新規に導入したデジタルスライド解析装置を用いて、４種類の蛍光蛋白質をそれぞれ発現する狂犬病ウイルスベクターを異なる前頭前野領域に注入したマカクザルにおいて、二次および三次ニューロンとして各蛍光蛋白質でラベルされた淡蒼球内節・黒質網様部ニューロンあるいは線条体ニューロンの分布、および複数の蛍光蛋白質で多重ラベルされた単一ニューロンの分布を解析している。また、「線条体の特定の部位に入力するニューロンの入出力解析法の確立」についても、前年度から進めてきたマーカー蛋白質のリーク発現を低減した逆行性感染型レンチウイルス（ｒＬＶ）ベクターとアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）ベクターを組み合わせた遺伝子改変サルモデルの作製に関する研究計画を継続している。
「線条体の特定の部位に入力する視床および黒質のニューロン群の入出力解析」については、上記と同様の入出力解析法により、遺伝子改変サルモデルの作製に関する研究計画を進めている。「視床、黒質、前頭葉皮質から線条体の特定の部位に入力する神経路に対する機能介入」について、Tet-On発現制御法を用いた神経路選択的開口放出阻害により、テトラサイクリン応答配列の下流にテタヌストキシン軽鎖遺伝子を組み込んだｒＬＶベクターを線条体に、改変逆テトラサイクリンアクチベータを発現するＡＡＶベクターを黒質に注入してパーキンソン病サルモデルを作製することを検討している。

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] Distributions of glutamatergic, GABAergic, and glycinergic neurons in the auditory pathways of macaque monkeys. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito T, Inoue K, Takada M
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 310 ページ: 128-151
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2015.09.041.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origins of multisynaptic projections from the basal ganglia to the forelimb region of the ventral premotor cortex in macaque monkeys. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida H, Inoue K, Takada M, Hoshi E
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 43 ページ: 258-269
  • DOI: 10.1111/ejn.13127.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A primary role for nucleus accumbens and related limbic network in vocal tics. (2016)
  • 著者名/発表者名: McCairn KW, Nagai Y, Hori Y, Ninomiya T, Kikuchi E, Lee J-Y, Suhara T, Iriki A, Minamimoto T, Takada M, Isoda M, Matsumoto M
  • 雑誌名: Neuron 巻: 89 ページ: 300-307
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.12.025.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of resonance-dependent oscillation by mGluR-I activation switches single spiking to bursting in mesencephalic trigeminal sensory neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chung G, Saito M, Kawano T, Lee S, Takada M, Bae Y.C, Oh S.B, Kang Y
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 41 ページ: 998-1012
  • DOI: 10.1111/ejn.12858
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reorganization of corticospinal tract fibers after spinal cord injury in adult macaques. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 ページ: 11986
  • DOI: 10.1038/srep11986
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neuronal and behavioral modulations by pathway-selective optogenetic stimulation of the primate oculomotor system. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Takada M, Matsumoto M
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 6 ページ: 8378
  • DOI: 10.1038/ncomms9378
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of the lateral habenula and anterior cingulate cortex in negative outcome monitoring and behavioral adjustment in nonhuman primates. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawai T, Yamada H, Sato N, Takada M, Matsumoto M
  • 雑誌名: Neuron 巻: 88 ページ: 792-804
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.09.030.
  • 査読あり
• [学会発表] ウイルスベクターを用いた外来遺伝子導入による疾患モデル霊長類の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 学会等名: 都医学研セミナー
  • 発表場所: 東京都医学総合研究所（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Neuronal and behavioral modulations by pathway-selective optogenetic stimulation of the primate oculomotor system (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Takada M, Matsumoto M
  • 学会等名: International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016
  • 発表場所: 同志社大学(京都府京都市）
  • 年月日: 2016-03-03 – 2016-03-04
  • 国際学会
• [学会発表] Reorganization of corticospinal tract fibers in a primate model for spinal cord injury (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Yamashita T, Takada M
  • 学会等名: International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016
  • 発表場所: 同志社大学(京都府京都市）
  • 年月日: 2016-03-03 – 2016-03-04
  • 国際学会
• [学会発表] ウイルスベクターを用いた霊長類脳への外来遺伝子導入法とその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 学会等名: 新潟大学脳研究所-生理研合同シンポジウム
  • 発表場所: 自然科学研究機構(愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2016-03-01 – 2016-03-02
• [学会発表] 大脳基底核の出力系、特に脳幹への下降性出力の構築様式と機能的意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 学会等名: 第14回ジストニア研究会
  • 発表場所: 学士会館（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-01-17 – 2016-01-17
  • 招待講演
• [学会発表] 神経回路研究の変遷と今後の霊長類研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 学会等名: 生理研研究会2015「行動システム脳科学の新展開」
  • 発表場所: 生理学研究所(愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2015-12-04 – 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子変異に基づく精神・神経疾患霊長類モデルの開発に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 学会等名: 第6回脳表現型の分子メカニズム研究会、第10回IGC、第6回COCORO合同会議
  • 発表場所: コンベンションルームAP品川アネックス（東京都港区）
  • 年月日: 2015-11-15 – 2015-11-15
• [学会発表] Development in a novel maze-task device for macaques to explore the neural mechanisms underlying motor skill learning. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasukochi R, Inoue K, Takada M
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（USA）
  • 年月日: 2015-10-21 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Outcome monitoring and behavioral adjustment by putative pyramidal neurons and interneurons in the primate anterior cingulate cortex during a reversal learning task. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawai T, Yamada H, Sato N, Takada M, Matsumoto M
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（USA）
  • 年月日: 2015-10-20 – 2015-10-20
  • 国際学会
• [学会発表] Spontaneously emerging Parkinsonism-cerebellar syndrome in a subspecies of japanese macaque (macaca fuscata yakui): a potential analogue of multiple system atrophy. (2015)
  • 著者名/発表者名: K.W.McCairn, Nagai Y, Kimura K, Go Y, Inoue K, Isoda M, Minamimoto T, Matsumoto M, Ninomiya T, Takada M
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（USA）
  • 年月日: 2015-10-19 – 2015-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] The pattern of reinnervation of sprouting corticospinal tract fibers after spinal cord injury in macaques. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（USA）
  • 年月日: 2015-10-19 – 2015-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] Layer-specific inputs from the supplementary motor area and the dorsal premotor cortex to the primary motor cortex in macaques. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ninomiya T, Hoshi E, Takada M
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（USA）
  • 年月日: 2015-10-19 – 2015-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] Optogenetic stimulation of the pathway from the frontal eye field to the superior colliculus evokes neuronal and behavioral modulations in monkeys. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Takada M, Matsumoto M
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（USA）
  • 年月日: 2015-10-19 – 2015-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] Midbrain dopamine neurons signal whether planned eye movements are successfully (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara T, Takada M, Matsumoto M
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（USA）
  • 年月日: 2015-10-18 – 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Recruitment of calbindin into nigral dopaminergic neurons prevents from MPTP-induced parkinsonism. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takada M, Inoue K, Miyachi S
  • 学会等名: 2nd World Congress on NeuroTherapeutics
  • 発表場所: Prague（Czech Republic）
  • 年月日: 2015-09-03 – 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Origins of multisynaptic projections from the basal ganglia to the ventral premotor cortex in macaque monkeys. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishida H, Inoue K, Takada M, Hoshi E
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30 – 2015-07-30
• [学会発表] Abnormal information flow through the cortico-basal ganglia circuits in MPTP-treated parkinsonian monkeys. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chiken S, Takada M, Nambu A
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30 – 2015-07-30
• [学会発表] A comparative analysis of vocal and myoclonic tics in a monkey model of Tourette syndrome: a PET and electrophysiological study. (2015)
  • 著者名/発表者名: K.W.MacCairn, Nagai Y, Hori Y, Kikuchi W, Auhara T, Minamimoto T, Iriki A, Takada M, Isoda M, Matsumoto M
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30 – 2015-07-30
• [学会発表] Development of a novel device for elucidating the neural mechanisms of motor skill learning in macaques. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasukochi R, Inoue K, Takada M
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29 – 2015-07-29
• [学会発表] Reinnervation of corticospinal tract fibers after spinal cord injury in macaques. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H, Ninomiya T, Yamashita T, Takada M
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29 – 2015-07-29
• [学会発表] Oculomotor manipulations by pathway-selective optogenetics in nonhuman primates. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Fujiwara M, Yasukochi R, Nagaya K, Takada M
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29 – 2015-07-29
• [学会発表] Role of dopamine signals in response inhibition. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara T, Takada M, Matsumoto M
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-28
• [学会発表] Protection against MPTP-induced parkinsonianinsults by calbindin recruitment into nigrostriatal dopamine neurons using recombinant viral vectors. (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 学会等名: 第21回日本遺伝子治療学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] Reorganization of corticospinal tract fibers after spinal cord injury in macaques (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H，Ninomiya T，Yamashita T，Takada M
  • 学会等名: 第50回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム、東京
  • 年月日: 2015-06-05 – 2015-06-05
• [図書] 生体の科学「特集 脳と心の謎はどこまで解けたか」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川合隆嗣、山田洋、佐藤暢哉、高田昌彦、松本正幸
  • 総ページ数: 130
  • 出版者: 医学書院
• [図書] Clinical Neuroscience「メインテーマ 脳の見える化─構造編 伝導路を見る」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 総ページ数: 130
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] 脳神経外科診療プラクティス６「脳神経外科医が知っておくべきニューロサイエンスの知識」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田昌彦
  • 総ページ数: 236
  • 出版者: 文光堂
• [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