革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明(革新脳)

霊長類(マーモセット)の高次脳機能を担う神経回路の全容をニューロンレベルで解明することにより、ヒトの精神・神経疾患の克服や情報処理技術の高度化に貢献します。

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統合失調症の治療抵抗性の症状に関与する分子・神経回路メカニズムを発見―統合失調症関連遺伝子SETD1Aの新たな機能の解明―

本研究では、統合失調症のリスク遺伝子であるSETD1Aの変異を導入したマウスが、ヒトの統合失調症の症状に似た様々な行動異常を呈することを示しました。内側前頭前野において、シナプス後部のSetd1aがヒストン修飾を介して多様なシナプス関連遺伝子の発現を制御し、興奮性シナプス伝達を強めていることを解明しました。本研究成果は、「Cell Reports」に掲載されました。

運動機能制御に関わる大脳基底核の新しい神経回路モデルを発見―直接路と間接路、2つの経路の相互作用―

本研究では、大脳基底核の直接路と間接路を異なる蛍光タンパク質で同時に標識するウイルスベクターの開発に成功しました。標識した軸索を解析した結果、大脳基底核の中継核である淡蒼球外節において、直接路と間接路が2つの軸索塊を形成し、間接路が支配する領域の中に限局して直接路が投射していることを発見しました。本研究成果は、「iScience」に掲載されました。

アデノ随伴ウイルスベクターを迅速に作製する手法を開発 -遺伝子治療研究/脳神経科学を加速-

本研究では、血液脳関門透過型のアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターであるAAV-PHP.eBを迅速かつ簡便に作製する手法を開発しました。このことにより、AAVベクターの研究開発や、脳神経科学の基礎研究を、大きく加速させる効果が期待されます。本研究成果は、「Journal of Neuroscience Methods」に掲載されました。

「脳画像データの機械学習による統合失調症、発達障害の判別手法」を開発

本研究では、複数の精神疾患を分類する脳MRI画像の機械学習器を開発しました。これに統合失調症の異なる臨床病期(精神病ハイリスク、初回エピソード精神病)の脳画像データを当てはめると、統合失調症、健常対照どちらかに判別され、発達障害と判別されることはありませんでした。そのため、本研究による機械学習器は、臨床現場で必要とされる、鑑別診断や治療予測などのマーカーとしての応用が期待されます。本研究成果は、「Translational Psychiatry」に掲載されました。

認知症の一群(FTLD類縁疾患)に共通の発症メカニズムを発見

本研究では、広義FTLD疾患スペクトラム(FTLD、ALS、CBD、PSP)の神経細胞においてFUSとSFPQの核内での会合異常と、これらが制御するタウアイソフォームのバランス異常を見出しました。こうした変化はアルツハイマー病やピック病では存在せず、広義FTLD疾患スペクトラム共通の病態であることが示唆されました。本研究成果は、「Brain」に掲載されました。

ヒト特異的な遺伝子を霊長類コモンマーモセットに発現させると、脳が拡大して脳のシワが作られた―ヒト大脳新皮質の進化過程を解き明かす―

本研究では、ヒトにしか存在しない遺伝子であるARHGAP11Bを発現する非ヒト霊長類コモンマーモセットを作製しました。ARHGAP11B遺伝子導入マーモセットの胎生後期の脳を解析したところ、大脳新皮質が拡大・肥厚し、脳回脳溝構造が、本来はない領域に形成されました。これは、神経前駆細胞の一種であるbRG細胞の増加に起因していることが分かりました。ARHGAP11Bによってもたらされた大脳新皮質の拡大は、進化の過程で起きたヒトの脳の構造的な変化に関連していると考えられます。本研究成果は「Science」に掲載されました。

統合失調症や双極性障害の男性患者ではセロトニン関連遺伝子のDNAメチル化状態が変化

本研究では、統合失調症および双極性障害患者末梢血においてセロトニントランスポーター遺伝子の高メチル化を同定しました。高メチル化状態は男性患者で顕著であり、偏桃体体積と逆相関を示すことを明らかにしました。精神疾患の分子病態の理解と将来的な治療診断薬の開発に貢献すると考えられます。本研究成果は「Schizophrenia Bulletin」に掲載されました。

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  • 革新脳ウイルスベクターコア
  • Marmoset Gene Atlas
  • Brain/MINDS Data Portal

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