先端的神経ネットワーク解析手法による大脳皮質―大脳基底核ループの構築様式の解明

使用先进的神经网络分析方法阐明大脑皮层基底神经节环的结构

• 批准号: 18J14147
• 负责人: 田辺 創思
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14147/
• 关键词: 狂犬病ウイルスベクター; アデノ随伴ウイルスベクター; 大脳基底核; 逆行性越シナプス的トレーシング; 霊長類; 運動前野; ウイルスベクター

本研究は、逆行性越シナプストレーサーである狂犬病ウイルス（RV）ベクターと、順行性トレーサーであるアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを利用した双方向性多重蛍光トレーシング手法を確立し、大脳皮質―大脳基底核ループ回路の入出力様式を明らかにすることを目的とする。前年度は、ラットの皮質脊髄路を短期間（注入後３日から一週間程度）で十分に可視化できるAAVベクターを特定した。そこで本年度は、マカクザルの運動前野の背側部と内側部（PMd/PMv）に線条体における順行性の軸索ラベルと逆行性の細胞ラベルが同時にあられるか調べた。その結果、注入後の生存期間が３日の場合、RVベクターによる逆行性細胞ラベルが線条体で観察されるのに対し、AAVベクターによる順行性軸索ラベルは見られなかった。この結果から、AAVベクターがマカクザルの皮質線条体路において十分な順行性軸索ラベルを得るためには、生存期間が３日では不十分であることが分かった。当該AAVベクターは生存期間が一週間でマカクザルの皮質線条体路において順行性軸索ラベルを得るのに十分であるため、双方向性多重蛍光トレーシングが実現可能には、より感染伝播速度の遅いRVベクターが必要であることが明らかになった。この検討実験では、AAVベクターによる順行性軸索ラベルは得られなかった一方で、RVベクターによる大脳基底核内の逆行性細胞ラベルは得ることができた。そこで、これらの細胞ラベルの分布様式を解析し、大脳基底核内の各核からPMd/PMvへの出力様式を調べるために、逆行性越シナプス的二重トレーシングを実施した。大脳基底核における細胞ラベルの分布様式を解析した結果、線条体あるいは視床下核・淡蒼球外節を介して淡蒼球内節から２つの皮質領野に出力する細胞の分布様式に違いがあることが明らかになった。

The purpose of this study was to establish the input force equation of the macrocortical basal ganglia loop by using the bi-directional multiple photon emission technique for the retrograde and anterograde rabies virus (RV) and its companion (AAV). In the previous year, the cortical ridge pathway was visualized for a short period (3 days after injection). This year, the dorsal part and medial part of the sports front field (PMd/PMv) of the linear body are anterograde and retrograde. Results: When the survival period after injection was 3 days, RV retrogressive axonal activity was observed in all cases, AAV retrogressive axonal activity was observed in all cases. The result of this is that the cortical line pathway of AAV is very long, and the survival period is 3 days. When the AAV survival period is a week, the cortical line pathway is anterograde, and the bi-directional multi-optic line pathway is obtained, it is possible to reverse, and the infection propagation speed is necessary. The anterograde axons in the basal ganglia of the brain were found to be retrograde. The distribution of PMd/PMv in the basal ganglia of the brain was analyzed and the dual distribution of PMd/PMv in the basal ganglia of the brain was analyzed. The distribution of cells in the basal ganglia of the brain was analyzed. The results showed that the distribution of cells in the basal ganglia of the brain was different from that in the subretinal ganglia, the outer segment of the brain, and the inner segment of the brain.

项目成果

Retrograde gene transfer efficacy and inflammatory response of lentiviral vectors pseudotyped with FuG-E vs. FuG-B2 glycoproteins in the striatal input system of primates and rodents

FuG-E 与 FuG-B2 糖蛋白假型慢病毒载体在灵长类和啮齿类纹状体输入系统中的逆行基因转移功效和炎症反应

• 发表时间: 2019
• 作者: Tanabe S;Uezono S;Tsuge H;Fujiwara M;Nagaya N;Nagaya N;Miwa M;Konoike N;Kato S;Nakamura K;Kobayashi K;Inoue K;Takada M
• 通讯作者: Takada M

改変AAVベクターによる霊長類脳への神経細胞特異的で高効率な遺伝子導入

使用改良的 AAV 载体将神经元特异性且高效的基因转移到灵长类动物大脑中

• 发表时间: 2018
• 作者: 木村慧;田辺創思;藤原真紀;中野真由子;永井祐司;南本敬史;井上謙一;高田昌彦
• 通讯作者: 高田昌彦

霊長類および齧歯類の大脳皮質を巡る神経回路への逆行性遺伝子導入に適した改変レンチウイルスベクター

适合将基因逆行转移至灵长类和啮齿类动物大脑皮层周围神经回路的改良慢病毒载体

• 发表时间: 2018
• 作者: 大塚友紀子;柘植仁美;上園志織;田辺創思;藤原真紀;三輪美樹;加藤成樹;中村克樹;小林和人;井上謙一;高田昌彦
• 通讯作者: 高田昌彦