脳科学研究戦略推進プログラムについて

A bou t Stra teg ic Research Prog ra m fo r B r a i n S c i en c e s
背景と概要 ·············································································································································································· Page 1 〜 3Background & Outline
体制図 ······················································································································································································· Page 4
Organization Chart

霊長類モデルについて
A bou t Pri mate Models

概要 ···························································································································································································· Page 5 〜 6Outline体制図 ······················································································································································································· Page 7
Organization Chart

霊長類モデルメンバー

Members of Primate Models
佐々木 えりか（実験動物中央研究所）································································································································ Page 8
SASAKI, Erika (Central Institute for Experimental Animals, CIEA)

岡野 栄之（慶應義塾大学）····················································································································································· Page 9
OKANO, Hideyuki (Keio University)

松崎 政紀（自然科学研究機構）·············································································································································· Page 10
MATSUZAKI, Masanori (National Institutes of Natural Sciences, NINS)

山崎 浩史（昭和薬科大学）····················································································································································· Page 11
YAMAZAKI, Hiroshi (Showa Pharmaceutical University, SPU)

外丸 祐介（広島大学）····························································································································································· Page 12
SOTOMARU, Yusuke (Hiroshima University)

脳プロ

背景と概要
脳科学の 2 つの意義

科学的意義

社会的意義

脳科学研究の成果は多くの自然科学に波及効果をもたらし，
また人文・社会科学と融合した新しい人間の科学を創出するなど，
これまでの科学の枠組みを変える可能性を秘めています。

現代社会は少子高齢化，生活様式の多様化・複雑化が進み，心身ともに様々な問題を抱える人が著しく増えてきています。
一方，脳科学研究は近年めざましい発展を遂げており，
医療・福祉の向上に最も貢献できる研究分野の一つです。
将来的には教育等における活用も期待されています。

「脳科学研究戦略推進プログラム（脳プロ）」発足の経緯向けて，社会への応用を見据えた脳科学研究を戦略的に

このような 2 つの意義を背景に，脳科学委員会における推進するプログラムです。

議論を踏まえ，文部科学省は平成２０年度より「脳科学研脳 プ ロ で は，そ れ ぞ れ の 課 題 を 担 当 す る プ ロ グ ラ ム

究戦略推進プログラム（脳プロ）」を開始いたしました。

ディレクター，
プログラムオフィサーの指導・助言の下，
研究を

脳プロは，
「社会に貢献する脳科学」の実現を目指して，
特に進めています。

重点的に推進すべき政策課題を選定し，その課題解決に
脳科学委員会
平成１９年１０月，文部科学大臣が科学技術・学術審議会に対し，「長期的展望に立つ脳科学研究の基本的構想及び推進方策について」を諮問。
これを受け，
同審議会の下に「脳科学委員会」を設置。
我が国における脳科学研究を戦略的に推進するため，その体制整備の在り方，人文・社会科学との融合，更には大学等における研究体制等を議論し，平成２１年６月に第１次答申「長期的展望に立つ脳科学研究の基本的構想及び推進方策について」を取りまとめた。
本答申では，重点的に推進すべき研究領域等を設定し，社会への明確な応用を見据えて対応が急務とされる課題について，戦略的に研究を推進することを提言。

BMI
技術

霊長類
モデル

BMI 技術BMI技術を用いた自立支援、精神・神経疾患等の克服に向けた研究開発

霊長類モデル

霊長類モデル動物の創出・普及体制の整備

課題G

脳科学研究を支える集約的・体系的な情報基盤の構築

1

実施課題について

BMI 技術を用いた自立支援、精神・神経疾患等の克服に向けた研究開発

生命
倫理

生命倫理等に関する課題の解決に関する研究実施機関：東京大学

BMI 技術を用いて，身体機能の回復，代替・補完や精神・神経疾患の革新的な診断・治療・予防法につながる研究開発を実施

BMI
技術

BMI：ブレイン・マシン・インターフェース。
Brain（脳）とMachine（機械）を相互につなぐ技術です。

課題

F

課題

霊長類モデル動物の創出・普及体制の整備

E

脳科学研究や創薬を推進する基盤強化のため、利用者のニーズの高い精神・神経疾
患に対するモデルマーモセットの遺伝子改変等による創出及び低コストでの供給を可能とする普及体制の整備

神経情報
基盤

精神・神経疾患の発症のメカニズムを解明する研究を含む本事業全体の研究を促進するに当たり，倫理的・法的・社会的課題に対する注意深い検討が不可欠であり，新たな問題等を解決するための研究を平成 23年度
より実施

健康脳

霊長類
モデル

精神・神経疾患（発達障害，うつ病等，認知症）の発症のメカニズムを明らかにし，早期診断，治療，予防法の開発につなげるための研究開発を実施

課題G

脳科学研究を支える集約的・体系的な情報基盤の構築

生涯
健康脳

Ｈ21年度

Ｈ22年度

心身の健康を維持する
脳の分子基盤と環境因子

心身の健康を支える脳の機能や健康の範
囲を逸脱するメカニズム等を「分子基盤と環境因子の相互作用」という視点で解明するための研究開発を実施

複雑かつ多階層な脳機能を解明するため，様々なモデル動物から発生する多種類，多階層情報を集約化・体系化した情報基盤の構築を目指した
研究を実施

Ｈ20年度

精神・神経疾患の克服を目指す脳科学研究

Ｈ23年度

Ｈ24年度

Ｈ25年度

Ｈ26年度

Ｈ27年度

Ｈ28年度

Ｈ29年度～

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の開発

課題 A ◎ 川人 光男（国際電気通信基礎技術研究所（ATR））

独創性の高いモデル動物の開発

課題 C ◎ 伊佐 正（自然科学研究機構）

社会的行動を支える脳基盤の計測・支援技術の開発

課題 D ◎ 狩野 方伸（東京大学）

心身の健康を維持する脳の分子基盤と環境因子

課題 E ◎ 水澤 英洋（東京医科歯科大学）

精神・神経疾患の克服を目指す脳科学研究

発達障害研究チーム ◎ 尾崎 紀夫（名古屋大学）
課題 F うつ病等研究チーム◎ 山脇 成人（広島大学）
脳老化研究チーム◎ 武田 雅俊（大阪大学）

脳科学研究を支える集約的・体系的な情報基盤の構築

課題 G ◎ 貝淵 弘三（名古屋大学）

BMI技術を用いた自立支援 、精神・神経疾患等 のBMI技術 克服に向けた研究開発◎ 里宇 明元（慶應義塾大学）

霊長類モデル動物の創出・普及体制の整備

霊長類モデル ◎ 佐々木 えりか（実験動物中央研究所）◎：拠点長
2

社会に貢献する脳科学の実現を目指す

課題 B ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の開発（個別研究）

Background & Outline

SRPBS

As our society is graying and increasing its diversity andcomplexity, the societal expectations for the brain science are
growing. People look forward to this field as a key to solving
various problems confronting modern society.
“Strategic Research Program for Brain Sciences (SRPBS)” waslaunched in fiscal 2008, based on the proposal by the Brain

Science Committee of the Ministry of Education, Culture,
Sports, Science and Technology.
The objective of this program is to strategically promote
brain science research that aims at passing and returning thebenefits of research results to society as a whole.

Brain Science Committee
In October 2007, MEXT Minister requested the report “Long-term Vision
and Promotion Measures for Brain Science Research” to the Council for
Science and Technology.
As a result, the Brain Science Committee was formed within theCouncil, and deliberations are being conducted by the Committee in

preparation for a draft response. In Initial Report prepared in June 2009by the Council, topic areas which require a more concentrated effort,
especially those of great significance for society.
Research topics are being sought in strategic areas which address
challenging policy issues.

BMI
Tech.

Development of BMI Technologies for Clinical Application

PrimateModelsConstruction of
System for Spread ofPrimate Model Animals

SRPBS History(ﬁscal) 2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017～

Brain Machine Interface Development

Field A ◎ KAWATO, Mitsuo (ATR)

Field B Brain Machine Interface Development
Highly Creative Animal Model Development for Brain Sciences

Field C ◎ ISA, Tadashi (NINS)

Development of Biomarker Candidates for Social Behavior

Field D ◎ KANO, Masanobu (The Univ. of Tokyo)
Field E

Understanding of Molecular and Environmental Bases
for Brain Health◎ MIZUSAWA, Hidehiro (Tokyo Medical and Dental Univ.)

Integrated Research on Neuropsychiatric Disorders

OZAKI, Norio (Nagoya Univ.)
Field F ◎◎ YAMAWAKI, Shigeto (Hiroshima Univ.)◎ TAKEDA, Masatoshi (Osaka Univ.)

Bioinformatics for Brain Sciences

Field G ◎ KAIBUCHI, Kozo (Nagoya Univ.)

Development of BMI Technologies for

BMI Tech. Clinical Application◎ LIU, Meigen (Keio University)

Construction of System for Spread ofPrimate Models Primate Model Animals◎ SASAKI,Erika(Central Institute for Experimental Animals)◎：Field Leader
3

PromotingBrain Science
which
Contributes toSociety体制図

脳プロ／ SRPBS

Organization Chart

科学技術プログラム推進部

脳プロ事務局
SRPBS Administrative Oﬃce

慶應義塾大学

理化学研究所 脳科学総合研究センター

Keio University

RIKEN
理化学研究所 脳科学総合研究センター

RIKEN

東京医科歯科大学大学院

立命館大学

Ritsumeikan University

Tokyo Medical and Dental University

BMI技術
BMI Tech.
東京医科歯科大学大学院

Tokyo Medical and Dental University

東京医科歯科大学大学院

理化学研究所 脳科学総合研究センター

RIKEN

Tokyo Medical and Dental University

理化学研究所 脳科学総合研究センター

RIKEN

プログラムディレクター
Program Director

プログラムオフィサー
Program Oﬃcer

4

霊長類モデルPrimate Models

概霊長類モデル／Primate Models

要

使命・目的
「遺伝子改変マーモセットの汎用性拡大および作出技術の高度化とその脳科学への応用」
脳科学研究は、脳の発達障害、老化の制御機構や精神・神経技術を用いてニーズの高い精神・神経疾患モデルマーモセッ

疾患の病因の解明、予防・治療法の開発、失われた身体機能のトを作出するとともに低コストで供給する体制を整備します。

回復・補完を可能にする技術開発につながる、
医療・福祉の向

そのため、本課題では、
マーモセットの解析基盤整備、
モデ

上に最も貢献できる研究分野の一つです。
これらの技術の臨ル動物開発、低コスト化技術開発を行います。マーモセット

床応用に向けた有効性・安全性の検証には、
ヒトに脳機能が類の解析基盤整備では、
遺伝子改変マーモセット解析に重要な似する霊長類の実験動物が重要な役割を果たします。
特に小マーモセットゲノム情報を整備します。
また、
薬物代謝解析に型霊長類のコモンマーモセット（マーモセット）は霊長類で唯重要なチトクロム P450 の網羅的解析を行います。
モデル動物

一、
ライン化可能な遺伝子改変動物を作出できる有用な脳科の開発としては、
遺伝子改変マーモセット作出技術の高度化、学研究のモデルとして期待されています。
一方で、
マーモセッ

脳科学研究に有用な新規遺伝子改変マーモセットの作出、既トの使用を希望する研究者は多いですが、マーモセットを用存の遺伝子改変マーモセットのモデルとしての有用性の実証

いて研究するための分子生物学的研究基盤が整備されていなを行います。
更に発生工学技術の低侵襲化・効率化により、低い、動物の価格が高い、
近交系の動物がないなどの理由から実コストでの遺伝子改変マーモセットの作出を可能にし、脳科学

験動物として十分に普及していません。
本申請課題では、脳科研究者や創薬研究者への普及につなげます。

学研究及び、創薬開発を推進する基盤強化のため、遺伝子改変研究内容について

解析基盤整備モデル動物開発

低コスト化技術開発

遺伝子改変マーモセットを解析

標 的 遺 伝 子 のノックアウト・

遺伝子改変マーモセットの普及するために重要な解析基盤とな

ノックインなどの作出技術の高度を目指し、低コストでの遺伝子改るマーモセットゲノム情報を整備化を行い、脳科学研究に有用な遺変マーモセットの作出を可能とす

し、ゲノムブラウザを構築します。

伝子改変マーモセットモデルの開る発生工学技術の低侵襲化・効また、薬物代謝解析に重要となる発を目指します。また、既存の遺率化行います。

チトクロム P450 の網羅的解析を伝子改変マーモセットを用いた解また、マーモセット普及を目指行い、マーモセットの薬剤代謝特析技術を開発し、脳科学研究におし、新規マーモセットユーザーにけるモデルとしての有用性を実証

向けた飼育技術普及、生体材料のします。

提供、研究サポートなどを行いま性を明らかにします。

す。

遺伝子改変マーモセットの普及へ

5

Outline

霊長類モデル／Primate Models

Mission, Objectives
Maintenance of Systems for Creation and Spread of Primate Model Animals
Brain science is an important science for understanding
and developing new therapy for brain development
disorder, regulatory mechanism for aging and neurologic
diseases.
The brain science contributes improvement of medicalcare and welfare because this research field enables
recovery or supplement of lost body function. To apply
these techniques for clinic, pre-clinical study to assess safety
and efficacy using non-human primate models are essential.
Common marmoset is expected to be useful nonhuman primate model in brain science because thisanimal can produce genetically modified animals with
germline transmission. On the other hand, many researcher
hope to use marmoset as laboratory animals, however
marmoset is not well spread because insufficient analysis
tools, high cost and lack of inbred animals. In this project,
genetically modified marmoset such as required mental
and nervous disease model will be produced and thesetransgenic marmoset low cost supply system will beestablished. To achieve this aim, in this project will develop
marmoset research tools, brain research model animals
and optimization of transgenic production techniques.
For development of marmoset research tools, marmoset
genome information and whole cytochrome P450 that is
important enzymes for drug metabolisms will be analyzed.
In development of brain research models, new transgenic
technology such as target gene knock-out or knock-in
will be improved. Furthermore, new analysis technics
will be developed using existing transgenic marmosets
and prove usefulness of transgenic marmoset models inbrain science. In addition, cost reduction technologies for
production transgenic marmoset such as optimization ordeveloping non-invasive of reproductive technologies will
be performed to spread transgenic marmoset in the brain
science community.

Research Works

Improvement ofanalysis tools

Development ofmarmoset models

Development of cost
reduction technology
Tospreadtransgenictransgenic

To develop useful transgenic

marmoset, marmoset genome

marmoset models in brain

marmoset, cost reduction

information is essential. In thisscience,transgenic

technologies for production

project, marmoset genome

technology such as target

transgenic marmoset such as

analysis will be performed

gene knock-out or knock-in

optimization or developing

and genome browser will bewill be improved. Furthermore,

non-invasive of reproductive

established. Furthermore, global

new analysis technics willtechnologies will be performed.

analysis of marmoset cytochrome

be developed using existing

AnimalP450 that is important enzymes

transgenic marmosets andproviding marmoset tissues/for drug metabolisms, will be

prove usefulness of transgenicorgans and research support will

performed to elucidate marmoset

marmoset models in brain

be offered for new marmoset

drug metabolism characteristics.

science.

user.

To

analyze

new

Transgenic marmoset spread
6

care

techniques,霊長類モデル／Primate Models

体制図

Organization Chart

PD・PO

Program Director, Program Officer

プログラムディレクター

プログラムオフィサー

Program Director

Program Officer

三品 昌美

赤澤 智宏

MISHINA, Masayoshi

AKAZAWA, Chihiro

拠点長

Field Leader

佐々木 えりか（実験動物中央研究所）
SASAKI, Erika (CIEA)

岡野 栄之（慶應義塾大学）
OKANO, Hideyuki(Keio Univ.)

松崎 政紀（自然科学研究機構）
MATSUZAKI, Masanori(NINS)

佐々木 えりか（実験動物中央研究所）
SASAKI, Erika(CIEA)

山崎 浩史（昭和薬科大学）
YAMAZAKI, Hiroshi(SPU)

外丸 祐介（広島大学）
SOTOMARU, Yusuke(Hiroshima Univ.)

7

CIEA

「遺伝子改変マーモセットの汎用性拡大および作出技術の高度化とその脳科学への応用」
Maintenance of Systems for Creation and Spread of Primate Model Animals

佐々木

えりか

To understand the mechanism of higher brain
function, onset of neurological disease and develop
therapy or prophylaxis, non-human primate
experimental animals play important role because theirsimilarity to human. Especially, common marmoset(Callithrix jacchus) is usefulness as an experimental
animal because they also has higher brain functionthat is similar to human but they are small bodysize and prolific animals. Furthermore, transgenic
marmosets have successfully produced since 2009and only transgenic marmosets shown the transgene
transmission to the next generation. To utilize transgenic
non-human primate models in brain science, we will
challenge to generate endogenous target gene knock inmarmoset using genome editing techniques that would
be important models to uncover the gene function ofprimate brain specific gene and mechanisms of higher
brain function. Furthermore, we will develop several
new non-invasive technics to produce transgenic
marmosets. These will contribute to not only reducing
the model cost but also to comply with animal ethics.
Together with these techniques, transgenic marmoset
would be a powerful model in brain science.

公益財団法人
実験動物中央研究所
応用発生学研究センター
センター長
博士 （農学）1989 年筑波大学第二学群農林学類卒業。 1995 年筑波大学
大学院博士課程農学研究科卒業。 1996 年カナダ国ゲルフ
大学， 博士研究員。 2001 年東京大学医科学研究所リサーチ
アソシエイトを経て， 2003 年 4 月より実験動物中央研究所の研究員。

SASAKI, Erika, PhD
Director, Center of Applied Developmental Biology,
Central Institute for Experimental Animals
1989 Graduated from Tsukuba University. Ph.D. degree inAgriculture and Forestry from the University of Tsukuba in 1995,
Research Associate at University Tokyo, Institute of Medical
Science from 2001, Director of the Center of Applied Developmental
Biology since2013.

高次脳機能と精神神経疾患の発症メカニズムの理
解， その治療法， 予防法を開発するためには， ヒトと脳機能， 構造が似た霊長類の実験動物が重要な役割を果たす。 特に霊長類の実験動物の一つであるコモン
マーモセット (Callithrix jacchus) は， ヒトと類似した脳機能を持ちながら， 小型であり繁殖能力が高いという実験動物としての有用性も兼ね備えた動物である。 更に， 霊長類では唯一， 次世代に導入遺伝子が伝達可能な遺伝子改変動物作出技術が確立されている。 今
後， 我が国の脳科学研究領域において遺伝子改変霊長類を用いた研究を進めて行くために本研究では， 遺伝子改変マーモセットの普及を目指した技術開発， 体制確立を行う。 そのためには， どのようなモデルをも作出可能にする遺伝子改変マーモセット作出技術の高度化と遺伝子改変マーモセットの低コスト化を目指し， ゲ
ノム編集技術による標的遺伝子ノックイン技術の確立，
非侵襲的な発生工学技術の確立を行う。 標的遺伝子
ノックイン技術が確立され， プロモーター特異的な遺伝子発現が観察可能になれば， 霊長類の脳に特異的な遺伝子の機能の解明を通じて高次脳機能の理解に繋がると思われる。 本プロジェクトにおいて， マウスのように様々な遺伝子改変霊長類モデルを用いて脳科学研究を行うといった新たな研究領域に発展させたい。

図 ： 脳科学に有用な実験動物コモンマーモセット

Fig. Common marmoset is useful experimental animalin brain science8

Keio University「キメラ形成能を持つマーモセット ES 細胞を用いた新たな遺伝子改変技術の開発とマーモセットゲノム情報基盤の確立」
Development of gene targeting technology and establishment of genome information infrastructure
in common marmoset

岡 野

側索硬化症 (ALS) のモデル動物としての有用性を実証する。 更に， 上述の遺伝子改変技術を含むマーモセッ
トを用いた幅広い研究の資源として， ゲノム情報基盤を充実させる。

栄 之

慶應義塾大学医学部
生理学教室
教授， 医学博士

1983 年慶應義塾大学医学部卒業。 筑波大学基礎医学系分
子神経生物学教授， 大阪大学医学部神経機能解剖学研究部教授 （1999 年から大阪大学大学院医学系研究科教授）
を経て 2001 年より現職。 2007 年より慶應義塾大学大学院
医学研究科委員長を兼任。 2001 年塚原仲晃記念賞受賞，2006 年文部科学大臣表彰 ・ 科学技術賞受賞， 2009 年紫綬褒章受章 「神経科学」。

The common marmoset (Callithrix jacchus), a typeof new world monkey, has several advantages for use
as an experimental primate including their small size
(250–400 g), ease of breeding, and high reproductive
efficiency. Moreover, we have recently developed
transgenic marmosets with germ line transmission.
The marmoset is expected to be useful as a nonhumanprimate model for human diseases in preclinical studies
and for the analysis of primate-specific, human-likegenetic functions.
Our project consists of three components.
1) Development of gene targeting technology forknock-out and knock-in marmosets.
2) Evaluation of mutant α-synuclein and TDP43 transgenic marmosets as preclinical models for
Parkinson’s disease and ALS, respectively.
3) Increase the utility of marmoset as an experimental
primate by establishing their genome information
infrastructure of the common marmoset.

OKANO, Hideyuki, MD, PhD
Professor, Department of Physiology,
Keio University School of Medicine
1983 M.D. Keio University School of Medicine. 1988 Ph.D. (Dr.
of Medical Science), Keio University. 1994-1997 Professor,
Department of Molecular Neurobiology, Institute of Basic Medical
Sciences, University of Tsukuba. 1997-2001 Professor, Divisionof Neuroanatomy, Department of Neuroscience, Osaka University
Graduate School of Medicine. 2001- Present Professor, Departmentof Physiology, Keio University School of Medicine. 2007 Present
Chair, Graduate School of Medicine, Keio University. 2001
Nakaakira Tsukahara Award (from Brain Science Foundation). 2006
Minister Award of Ministry of Education, Culture, Sports, Scienceand Technology. 2009 A Medal of Honor with Purple Ribbon.

コモンマーモセットは小型の霊長類であり， 飼育が容易で， 霊長類としては格段に高い繁殖力を有する優れた実験動物である。我々の研究グループは，このマー
モセットにおける生殖 ・ 発生工学技術の開発に取り組
み， レンチウイルスベクターを初期胚に感染させる方法
で， 世界初のトランスジェニックマーモセットの作出に成功した。 このトランスジェニックマーモセットは， 生殖細胞を介して次世代にトランスジーンを伝達することが可能であり， よりヒトに近い病態モデルの作出や霊長類に特異的な遺伝子機能の解析への応用が期待される。
本研究プロジェクトでは， このようなトランスジェニッ
ク技術に加え， 内在性遺伝子に対する変異導入によって遺伝子ノックアウト及びノックイン動物を作出する新技術の開発に取り組む。 並行して， 我々が既に作出した変異型α -synuclein や変異型 TDP-43 トランスジェニッ
クマーモセットを， それぞれパーキンソン病， 筋萎縮性図 ： 変異型 TDP-43 トランスジェニックマーモセット

Fig. Mutant TDP-43 transgenic marmoset

9

NINS

「脳科学研究に有用性の高い遺伝子改変マーモセットの創出」
Generation of transgenic common marmosets that are beneficial for neuroscience researches

松 崎

政 紀

Transgenic common marmosets were the first
non-human primate transgenic lines to be reported.
Transgenic marmosets have potentially wide
applications in the neurosciences. Tet-on and Tet-off
transgenic marmosets could be used to amplify theexpression of exogenously introduced genes, which
would make them useful in models of neurologicaldisorders.
In this assignment, the main aim is to show that theexpression of Channelrhodopsin-2 (ChR2), a lightgated cation channel, can be controlled in Tet-on
and Tet-off transgenic marmosets. We aim to use thetransgenic marmosets to establish a general method
to manipulate neuronal activity in the cerebral cortex,
thereby inducing behaviors in this non-human primate.
To speed up the analysis, we will directly introduce alentivirus vector carrying the Tre-ChR2 gene into the
Tet-on and Tet-off transgenic marmoset embryos andperform photostimulation when they become adults.
Alternatively, we will introduce virus vectors carrying
the Tre-ChR2 gene into the cortexes of adult Tet-on and
Tet-off transgenic marmosets, and then after several
weeks, manipulate the neuronal activity. We will also
increase the number of animal lines of Tet-on and Tetoff transgenic marmosets and then, establish a breedingcolony for their broad diffusion among neuroscientists.
Our final aims will be to develop a method that works
efficiently with gene products introduced into the Teton and Tet-off transgenic marmosets and to establish
a colony of Tet-on and Tet-off transgenic marmosets.

自然科学研究機構
基礎生物学研究所
神経生物学領域光脳回路研究部門
教授， 医学博士
1994 年東京大学理学部生物化学科卒業。 2001 年同大大学
院医学系研究科修了 ( 医学博士 )。 生理学研究所助手， 東京大学大学院医学系研究科疾患生命工学センター助教， 准教授を経て， 2010 年 9 月より現職。

MATSUZAKI, Masanori, PhD
Professor, Division of Brain Circuits, National
Institute for Basic Biology
1994 Graduated from University of Tokyo, School of Science. 2001
Completed the doctoral course in Graduate School of Medicine,
University of Tokyo. 2002 Research Associate in National Institutefor Physiological Sciences. 2008 Associate Professor in Graduate
School of Medicine, University of Tokyo. 2010 Professor in NIBB.

遺伝子改変マーモセットは，佐々木等によって，次世代への遺伝子改変を伝える事が可能な唯一の霊長類モデルとして 2009 年に Nature 誌に初めて報告され，そのポテンシャルについて多くの神経科学者の関心を集めている。 Tet-On ・ Tet-Off マーモセットは任意の導入
遺伝子を増幅することが可能で，神経疾患原因遺伝子の導入を過剰発現した疾患モデルに応用可能である。
そこで本研究計画では， Tet-on ・ Tet-off 遺伝子改変マーモセットに Tre-ChR 遺伝子を導入し， Tet/Tre
システムにより，チャネルロドプシン発現量が大幅に増大されるかを実証する。これにより，これまで非常に鋭敏な変化が検出可能な上丘光刺激による眼球追跡運動以外では成功していない，霊長類における光遺伝の標準操作法を確立する。この解析を，より迅速化するために， Tet-On ・ Tet-Off マーモセット胚にレンチウイルスベクターで Tre-ChR 遺伝子を導入して解析を行い，その解析法を規格 ・ 標準化する。 Tet-Off ・ Tet-On マー
モセット成熟個体脳にウイルスベクターで Tre-ChR 遺伝子等を導入して解析を行い，その解析法を確立する。
Tet-Off・Tet-On マーモセットのライン化を進め，効率的に Tet-Off ・ Tet-On マーモセット個体を作成し，普及化のための生産コロニーを確立する。
10

SPU

「マーモセットシトクロム P450 の網羅的解析」
Comprehensive analysis of cytochrome P450 in Common Marmosets

山 崎

モデル動物としての活用と普及を目指して明かにする。
以上， 本研究では， マーモセットのシトクロム P450 の解析を行い， 典型的な薬物体内動態あるいは薬剤耐性が一定のモデル動物作出の基盤研究を担当する。

浩 史

昭和薬科大学 薬学部
薬物動態学研究室
教授， 薬学博士

1985年岐阜薬科大学大学院修了，1992年博士（薬学）大阪大学。1987年大阪府公衛研研究員，この間1994年Vanderbilt
Univ Sch Med 博士研究員，1988年金沢大学薬学部および2001年北海道大学大学院薬学研究科助教授を経て，2005年
7月より現職。

The common marmoset (Callithrix jacchus) is a
non human primate that could prove useful as humanpharmacokinetic and biomedical research models.
The cytochromes P450 (P450s) are a superfamily of
enzymes that have critical roles in drug metabolism anddisposition via monooxygenation of a broad range ofxenobiotics; however, information on some marmoset
P450s is currently limited. Therefore, identification andquantitative analysis of those of P450s need to be carriedout in detail before the marmoset can be used as an animalmodel in drug development. By means of massive parallel
long-read sequencing and short-read technology applied tomarmoset liver, intestine, kidney, and brain, the combined
next-generation sequencing analyses will be able to identify
novel marmoset drug-metabolizing P450 transcripts thathave until now been little reported. The promising results
will provide a foundation for mechanistic studies and pave
the way for the use of marmosets as model animals for
drug development in the future.

YAMAZAKI, Hiroshi, PhD
Professor, Laboratory Drug Metabolism andPharmacokinetics, Showa Pharmaceutical University
1985 Graduated from Gifu Pharma Univ Grad Sch, 1992 Ph.D.
degree in Pharmaceutical Science from Osaka Univ. Served as
Researcher in Osaka Pref Inst Publ Health form 1987 and Visiting
Scientist of Vanderbilt Univ Sch Med in 1994. After AssociateProf of Kanazawa Univ from 1998 and Hokkaido Univ from 2001,
transferred to the current position in 2005.

マーモセットは小型霊長類であることから， 創薬研究において少量の医薬候補品で有効性 ・ 安全性試験が行えるメリットがある。 しかしながら医薬候補品の薬物動態に多大な影響を及ぼす薬物代謝のカギ酵素である
マーモセットのシトクロム P450 の詳細な解析はなく， ヒトのモデル動物としてのマーモセット有用性には不明な点が多い。 そこでマーモセットのシトクロム P450 の詳細な解析を行う。 このマーモセット薬物代謝酵素の理解
は， マーモセット個体の創薬研究への普及において大いに貢献するものである。
昭和薬科大学では誘発物質のヒト， カニクイザルおよびマーモセット肝あるいは脳さらに組換え P450 酵素の機能と生成する代謝物とその生成速度に着目した
薬物代謝学研究を行う。 ヒト P450 2D6 は， ドパミンや高血圧誘因物質チラミンの代謝にも関与することから，
マーモセットの対応する P450 2D 酵素機能を網羅的に解析する。 これらのマーモセット P450 に関する網羅的基盤成果をもとに， 誘発物質全身暴露時のマーモセッ
ト薬物動態試験を実施し， 作用増強あるいは防御研究のための基礎的知見を得る。
マーモセットにおいても， ヒトとのみかけの種差がP450 の遺伝的背景から観察されるか否か， 将来のヒト

図 ： マーモセット P450 全長解析と発現解析

Fig. Dual transcriptomic strategy for qualitative denovo analysis of cDNA and quantitative analysis of
P450 gene expression in common marmosets
11

Hiroshima University「遺伝子改変マーモセットの効率的生産に向けた生殖工学技術の整備・開発」
Preparation and development of reproductive engineering technologies for effective productionof genetically modified marmosets

外 丸

祐 介

Marmosets are becoming common experimental
animals, especially as next-generation human diseasemodels in experimental brain research such as thaton higher brain functions. However, geneticallyhomogeneous breeding colonies, exemplified by inbredlines in rats and mice, are not available in marmosets.
This means that precise comparison between individual
marmosets is difficult, which presents a disadvantage
to increasing their usage as experimental animals.
To address this problem, we aim to establish themethodology to create genetically homogeneous
marmoset colonies (identical offspring and clone
animals) by applying technologies for embryonic- andsomatic cell nuclear transfer and fertilized embryo
separation in marmosets, in collaboration with theCentral Institute for Experimental Animals, Japan.
We also aim to develop and improve reproductiveengineering technology, as more effective andsophisticated technologies are necessary foundationto achieve our goals. We believe that these initiatives
will promote the effective production of geneticallymodified marmosets and their implementation as usefulexperimental models in the life sciences.

広島大学
自然科学研究支援開発セン
ター （N-BARD）
教授，博士 （生物環境調節学）
1991年東京農業大学農学部卒業。1993年同大学院農学研
究科博士前期課程修了。日本クレア株式会社，近畿大学助手，実験動物中央研究所研究員／室長，2005年広島大学
N-BARD准教授を経て，2011年より現職。

SOTOMARU, Yusuke, PhD
Professor, Natural Science Center for Basic
Research and Development (N-BARD),
Hiroshima University
1991 Graduated from Faculty of Agriculture, and 1993 Completed
Graduate School of Agriculture, Tokyo University of Agriculture;
CLEA Japan, Inc.; Kinki University, assistant; Central Institutefor Experimental Animals, Researcher/Head of reproductive
biotechnology office; N-BARD, 2005 Hiroshima University; 2011
Present position.

マーモセットは霊長類の中でも小型で扱い易く，また繁殖性が高いという特徴を持ち，加えて遺伝子組換え
個体作製技術の応用も進んでいる等の理由から高度に実験動物化が進んでいる。特に高次脳機能研究等の脳研究分野では，次世代のヒト疾患モデル動物として極めて有用な実験動物である。この一方で，マウス ・ ラットでの近交系に代表される遺伝的に均一な繁殖集団を持たないことから，個体間の精密な比較実験が難しいという欠点を抱えており，実験動物としての一層の普及を妨げる一因となっている。我々はこれを克服する為，実験動物中央研究所との連携の下で，受精卵／体細胞クローンや受精卵分離の技術をマーモセットへ応用する
ことで遺伝的に相同な個体群 （一卵性多子，クローン動物） の作製手段の構築を目指す。また，この達成には基盤となる生殖工学技術の効率化 ・ 高度化が必須である
ことから，生殖工学技術の整備 ・ 改良をはかる。そして，これらの取り組みにより，生命科学分野の研究に有用な
遺伝子改変マーモセットの効率的生産と実験動物としての普及を促進する。

図 ： 遺伝的に相同なマーモセットの作製

Fig. Production of genetic homogeneous marmosets

12脳科学研究戦略推進プログラム
霊長類モデル 研究者要覧■発行元
文部科学省研究振興局ライフサイエンス課 脳科学係
〒 100-8959 東京都千代田区霞が関三丁目 2 番 2 号
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fax:03-6734-4109
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平成26年6月発行
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