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光遺伝学的視覚再生手法におけるロドプシン動力学の解析

Research Project

Project/Area Number 23K15939
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56060:Ophthalmology-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

堅田 侑作  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (40645834)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords視覚再生 / 網膜色素変性 / 進行抑制 / AAV / 遺伝子治療
Outline of Research at the Start

指定難病でもある網膜色素変性症はわが国の大きな失明原因の一つであり、早急な治療法の開発が望まれる。近年、遺伝子治療技術の革新に伴って、本疾患に対しても、光駆動タンパク質であるロドプシンタンパク質類の遺伝子導入によって視覚再生が可能であることが報告されているが、臨床応用への課題は多い。申請者はこれまでに独自のキメラロドプシンを用いて、従来以上に高感度な視覚再生や予防効果を見出した。本研究ではより高度な遺伝子治療を実現すべく、動力学にフォーカスしたシーズの探索を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではオプトジェネティクスセラピーによる視覚再生手法におけるツールの動力学が時間分解能の関係について明らかにする。
・測定系のバリデーションと現在の視覚再生モデルマウスの解析:まず、これまで研究で作成したキメラロドプシン搭載AAVベクターを用いた視覚再生モデルマウスを用いて、その時間分解能の解析を行う。チャネルロドプシンのようなイオンチャネル型のツールはin vitroでの解析が可能だが、キメラロドプシンなどのGタンパク質刺激機能をもつ酵素型のツールは in vivoでの評価が中心となる。本年度は以下の検討を実施した。
・多電極アレー記録:ex vivoで網膜神経節細胞の細胞外電位を得る手法で、点滅する刺激(フリッカー刺激)を行うことで神経節細胞レベルでの時間分解能を測定する。測定解析の結果、キメラロドプシンはCone opsinに類似した時間分解能を持つことを確認。また光刺激の強度によっても変調する可能性を認め、今後検討を進める。
・視運動性眼反射測定:In vivoで縞刺激に対する応答性を測定する手法で、時間分解能・空間分解能の解析を行う。視運動性眼反射測定系を立ち上げ、フィージビリティスタディを実施。その結果視覚再生効果を確認できた。今後、詳細な特性解析を実施していく。
・その他 モデルマウスを用いて試験系のバリデーションが取れたので、時間分解能の由来について解析するため、組織特異的プロモーターを用いたAAVベクターの製造も開始し、次の実験計画への準備も進めている。その他、計画していた画像・映像刺激の実験系も立ち上げを開始しており、今後フィージビリティスタディを実施する計画となっている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

概ね計画通り進捗しているため。

Strategy for Future Research Activity

モデルマウスを用いて試験系のバリデーションが取れたので、時間分解能の由来について解析するため、組織特異的プロモーターを用いたAAVベクターの製造も開始し、より具体的な視覚再生効果や回路の解析を実施していく。
また昨年度実施できなかった画像・映像刺激の実験系も実施予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2023

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] Highly sensitive visual restoration and protection via ectopic expression of chimeric rhodopsin in mice2023

    • Author(s)
      Katada Yusaku、Yoshida Kazuho、Serizawa Naho、Lee Deokho、Kobayashi Kenta、Negishi Kazuno、Okano Hideyuki、Kandori Hideki、Tsubota Kazuo、Kurihara Toshihide
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Issue: 10 Pages: 107716-107716

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.107716

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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