公募研究

井上 謙一(京都大学)

「神経回路の選択的可視化と操作を実現するウイルスベクターシステムの開発」

認知機能のネットワーク基盤、あるいは発達や学習に伴う脳内ネットワークの変化様式を解明するために、高度な脳機能を有する霊長類において、神経回路選択的な遺伝子操作を行うことは極めて有用であると考えられます。私達は、これまで福島県立医科大学の小林和人教授との共同研究により、逆行性に感染特異性を持つレンチウイルスベクターを開発し、このベクターを利用して神経路選択的な細胞集団の除去、あるいは神経路選択的な外来遺伝子の発現などの新規技術を霊長類において実現してきました。本研究では、これまでの研究をさらに発展させ、新たに開発・改良を行う逆行性感染型ウイルスベクターや順行性感染型ウイルスベクターを利用して、特定の神経回路を構成するニューロン集団の選択的可視化や活動操作をおこなう新規手法を開発することにより、霊長類において神経回路の機能シフト研究をおこなうための基盤技術を確立する研究を行います。複数の投射系の活動操作が同一個体で可能である、汎用性の高い神経路選択的細胞活動操作技術を霊長類において確立することを最終的に目指します。具体的には、まず高い逆行性感染能と中長期間安定した外来遺伝子の発現能を併せ持つ、新規の逆行性感染型ウイルスベクターを開発します。ついで、開発したベクターを利用して、霊長類において、ターゲットとする神経路を構成するニューロンのみの可視化や、光や薬剤による特定神経路の活動制御を実現するための研究を行います。さらに本研究では、改良を加えた順行性感染型ウイルスベクターと光遺伝学や化学遺伝学的手法を駆使して、これまで霊長類では報告の無い、軸索側枝を区別した神経路選択的な機能介入をおこなう実験系を霊長類で構築します。これらの研究により、特定の神経路の構造と機能を、種を越えて詳細に解析するための基盤技術を提供し、行動適応を担う脳神経回路の機能変化のシステム的理解を推進することが出来ると考えています。

 

 
最近の主要論文
1. Inoue K, Takada M, Matsumoto M. (2015) Neuronal and behavioral modulations by pathway-selective optogenetic stimulation of the primate oculomotor system. Nat Commun. 6:8378
2. Inoue K, Koketsu D, Kato S, Kobayashi K, Nambu A, Takada M. (2012) Immunotoxin-Mediated Tract Targeting in the Primate Brain: Selective Elimination of the Cortico-Subthalamic “Hyperdirect” Pathway. PLoS ONE 7: e39149.
3. Ohara S, Inoue K, Witter MP, Iijima T. (2009) Untangling neural networks with dual retrograde transsynaptic viral infection. Front Neurosci. 3:344-349.
4. Kato S, Inoue K, Kobayashi K, Yasoshima Y, Miyachi S, Inoue S, Hanawa H, Shimada T, Takada M, Kobayashi K. (2007) Efficient gene transfer via retrograde transport in rodent and primate brains by an HIV-based vector pseudotyped with rabies virus glycoprotein. Hum Gene Ther. 18:1141-51.

投稿日:2015年12月20日