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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Changes of function in the visual cortex after blindness and regeneration

Research Project

Project/Area Number 16K15729
Research InstitutionIwate University

Principal Investigator

富田 浩史  岩手大学, 理工学部, 教授 (40302088)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菅野 江里子  岩手大学, 理工学部, 准教授 (70375210)
田端 希多子  岩手大学, 理工学部, 特任研究員 (80714576)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords遺伝子治療 / 網膜色素変性症 / 視覚野 / 眼生理学
Outline of Annual Research Achievements

ラットは生来、外界の情報を収集するために、視覚に加えて聴覚への依存度も大きい。失明後には音刺激に対しては遺伝盲ラットの視覚野で、光刺激による誘発電位とは異なる波形がみられ、その誘発電位の振幅は有意に正常ラットより大きい反応を示すことを報告した。さらなる長期的な観察で、ほぼ視細胞の変性が終結する生後4ヵ月でもっと大きい音に対する反応となること、その変化は持続することが明らかとなった。以上の結果から、失明したラットの視覚野が聴覚を補うために聴覚野の一部として機能していることが示された。続いて、失明によって機能変化した視覚野が視機能の回復によって、再び機能変化するかどうかを調べた。5か月齢の遺伝盲ラットにmVChR1 の遺伝子導入を行い、7か月齢時に光刺激による視覚誘発電位測定を行い、視機能の回復を確認した。この視機能回復ラットと同月齢の遺伝盲ラットの音刺激に対する反応を比較したところ、有意な差はみられず、機能変化した視覚野において視機能回復によって視覚反応が得られるようになった一方で、聴覚反応の低下はみられないことが判明した。
このことから、失明によって聴覚野へと置き換わった視覚野の領域が視機能回復後も変化していないことを示していると考えられる。視覚応答領域が減少していることは視機能治療後の視覚認識に影響を及ぼすと考えられる。より効果的な視覚回復のためには眼の構造的、機能的な回復に加えて、機能変化後の視覚野の視覚および聴覚領域を特定し、視覚応答領域を回復させる方法を検討することが必要であると考えられる。

  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] The poly-cistronic expression of four transcriptional factors (CRX, RAX, NEURO-D, OTX2) in fibroblasts via retro- or lentivirus causes partial reprogramming into photoreceptor cells2018

    • Author(s)
      Fukuda T, Ishizawa Y, Donai K, Sugano E, Tomita H.
    • Journal Title

      Cell Biol Int.

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/cbin.10942.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Kinetic profiles of photocurrents in cells expressing two types of channelrhodopsin genes.2018

    • Author(s)
      Watanabe Y, Sugano E, Tabata K, Ozaki T, Saito T, Tamai M, Tomita H.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 12;496(3) Pages: 814-819

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.01.149.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel rat head gaze determination system based on optomotor responses.2017

    • Author(s)
      You M, Yamane T, Tomita H, Sugano E, Akashi T.
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 26;12(4) Pages: e0176633

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0176633. eCollection 2017.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Chronically Implantable Bidirectional Neural Interface for Non-human Primates2017

    • Author(s)
      Misako Komatsu, Eriko Sugano, Hiroshi Tomita and Naotaka Fujii
    • Journal Title

      Front Neurosci.

      Volume: 11 Pages: 514

    • DOI

      10.3389/fnins.2017.00514

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thioredoxin 2 offers protection against mitochondrial oxidative stress and hypertrophy induced by hyperglycemia in H9c22017

    • Author(s)
      Hong Li, Changqing Xu, Quanfeng Li, Xiuxiang Gao, Erkio Sugano, Hiroshi Tomita, Liming Yang, Sa Shi
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 18 Pages: 1958

    • DOI

      10.3390/ijms18091958

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遺伝子治療による視覚再建/改変型チャネルロドプシンの構造2018

    • Author(s)
      冨田浩史、菅野江里子、田端希多子
    • Organizer
      「細胞ダイバース」 第一回公開シンポジウム
  • [Presentation] チャネルロドプシンを用いた遺伝子治療2018

    • Author(s)
      菅野江里子、田端希多子、冨田浩史
    • Organizer
      「細胞ダイバース」 第一回若手ワークショップ
  • [Presentation] 神経細胞の酸化ストレスに対する保護経路2018

    • Author(s)
      菅井晶久、菅野江里子、冨田浩史
    • Organizer
      「細胞ダイバース」 第一回若手ワークショップ
  • [Presentation] Ion Channel Properties of Cells Expressing Two Different Types of Channelrhodopsin Genes2017

    • Author(s)
      Tomita H, Sugano E, Tabata K, Watanabe Y, Ozaki T, Tamai M
    • Organizer
      ARVO
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Protective effect of N-Acylsphingosine Amidohydrolase 1 (acid Ceramidase) in RPE cells against oxidative stress2017

    • Author(s)
      Sugano E, Nawajes AM, Tabata K, Tamai M, Tomita H
    • Organizer
      ARVO
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] チャネルロドプシンを用いた網膜再生研究2017

    • Author(s)
      冨田浩史、菅野江里子、田端希多子
    • Organizer
      日本網膜変性症協会(JRPS) 鹿児島県医療講演会
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子治療-臨床応用へ向けた取り組み2017

    • Author(s)
      冨田浩史、菅野江里子、田端希多子
    • Organizer
      日本網膜変性症協会(JRPS) 新潟県医療講演会
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子治療研究の現状2017

    • Author(s)
      冨田浩史、菅野江里子、田端希多子
    • Organizer
      日本網膜変性症協会(JRPS) 長野県医療講演会
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子治療研究の現状2017

    • Author(s)
      冨田浩史、菅野江里子、田端希多子
    • Organizer
      日本網膜変性症協会(JRPS) 岩手県医療講演会
    • Invited
  • [Presentation] 新規認知症モデルの確立と保護薬の検討2017

    • Author(s)
      白取 洲、田端 希多子、菅野 江里子、竹沢 翼、冨田 浩史
    • Organizer
      平成 29 年度東北支部大会 動物学会
  • [Presentation] 多局所網膜電図検査(mfERG)による網膜局所変性ラットの視機能評価2017

    • Author(s)
      山根峻維、田端希多子、菅野江里子、冨田浩史
    • Organizer
      平成 29 年度東北支部大会 動物学会
  • [Presentation] 失明後および視覚回復後の視覚野の機能変化に関する研究2017

    • Author(s)
      佐藤亮、菅野江里子、田端希多子、竹沢翼、冨田浩史
    • Organizer
      第88回日本動物学会
  • [Presentation] GGAによるマウス海馬由来神経細胞株のグルタミン酸毒性に対する保護効果2017

    • Author(s)
      菅井晶久、冨田浩史、菅野江里子
    • Organizer
      第88回日本動物学会
  • [Presentation] オプトジェネティクスを利用した視覚再生研究2017

    • Author(s)
      冨田浩史、菅野江里子
    • Organizer
      Retina Research Meeting
    • Invited
  • [Book] Optogenetics; From Neuronal Function to Mapping and Disease Biology2017

    • Author(s)
      Hiroshi Tomita, Eriko Sugano
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      Cambridge University Press
    • ISBN
      9781110000000
  • [Remarks] 岩手大学視覚科学研究室

    • URL

      http://web.cc.iwate-u.ac.jp/~htomita/vis-neurosci/

  • [Remarks] 失明に光を取り戻す NEW Vision

    • URL

      https://www.newvision-prj.com/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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