2019 Fiscal Year Annual Research Report
Visual properties in rats transuduced newly developed step function opsin
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19H03807
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
富田 浩史 岩手大学, 理工学部, 教授 (40302088)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 武人 岩手大学, 理工学部, 准教授 (30332878)
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, 特任准教授 (80714576)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 遺伝子治療 / オプトジェネティクス / 視覚再生 / アデノ随伴ウイルスベクター / 網膜色素変性症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新たに、照射する光波長によりイオンチャネルの開閉を制御できるタンパク質(neo-mVChR1)を開発した（SFO:ステップ関数型チャネルロドプシン）。これにより、波長光を変えることで神経節細胞の興奮を自在に制御することが可能となる。本研究では、3個の性質の異なるSFOを遺伝盲ラットの神経節細胞に導入し、視覚誘発電位を測定し、視覚特性の差異を明らかにする。
初年度は、neo-mVChR1をこれまでと同様に、CAGプロモーターを持つアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターに組み込み、硝子体内投与により神経節細胞に遺伝子導入を行った。その結果、単色に光刺激において、mVChR1に比べ視覚誘発電位は小さかった。その理由として、neo-mVChR1はSFO型であるために、一度の光照射で陽イオンチャネルが開状態が持続するためと考えられたため、チャネルを閉じる条件である紫光を単色刺激の後に照射する条件で、視覚誘発電位を測定した。しかし、視覚誘発電位の増加は認められなかった。一方、新規に開発したこのSFO型に加え、新たに青色照射でクロライドイオンを透過させるアニオンチャネルロドプシンを新たに開発した。このように、4種の特性の異なるチャネルロドプシンを保有しており、これらを特定の網膜の神経細胞に導入するために特徴的なプロモーターおよび血清型の異なるAAVベクターを作製し、その導入効率を検討している。
今後は、これらの特性の異なるチャネルロドプシン遺伝子を複合的に遺伝子導入し、視覚特性を評価する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
新たなオプトジェネティクス遺伝子を2種類さらに開発し特許申請を行った。また、網膜の特定の細胞に遺伝子を発現させるため、各種プロモーターを組み込んだアデノ随伴ウイルスベクターを作製した。すでにいくつかのAAVベクターに関しては動物モデルで遺伝子発現部位を確認している。また、ne-mVChR1の遺伝子導入により網膜変性を保護できる可能性が示され、新たな治療技術として、検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
neo-mVChR1を恒常的に発現するトランスジェニックラットを作製し、視覚特性ならびに網膜変性保護効果を検証する。
また、初年度の研究において、neo-mVChR1の遺伝子導入により網膜変性を保護できる可能性が示され、本研究の遂行とともに研究テーマを追加した。
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[Journal Article] Human-Derived Corneal Epithelial Cells Expressing Cell Cycle Regulators as a New Resource for in vitro Ocular Toxicity Testing.2019
Author(s)
Fukuda, T., Gouko, R., Eitsuka, T., Suzuki, R., Takahashi, K., Nakagawa, K., Sugano, E., Tomita, H., Kiyono, T.
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Journal Title
Front Genet
Volume: 10
Pages: 587
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Neuroprotective effect of a dietary supplement against glutamate-induced excitotoxicity in retina.2019
Author(s)
Kurose, T., Sugano, E., Sugai, A., Shiraiwa, R., Kato, M., Mitsuguchi, Y., Takai, Y., Tabata, K., Honma, Y., Tomita, H.
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Journal Title
Int J Ophthalmol
Volume: 12
Pages: 1231-1237
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Overexpression of acid ceramidase (ASAH1) protects retinal cells (ARPE19) from oxidative stress2019
Author(s)
Sugano, E., Edwards, G., Saha, S., Wilmott, L.A., Grambergs, R.C., Mondal, K., Qi, H., Stiles, M., Tomita, H., Mandal, N.
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Journal Title
J Lipid Res
Volume: 60
Pages: 30-43
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] N-Methyl-N-Nitrosourea-Induced Photoreceptor Degeneration Is Inhibited by Nicotinamide via the Blockade of Upstream Events before the Phosphorylation of Signalling Proteins.2019
Author(s)
Sugano, E., Tabata, K., Takezawa, T., Shiraiwa, R., Muraoka, H., Metoki, T., Kudo, A., Iwama, Y., Nakazawa, M., Tomita, H.
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Journal Title
Biomed Res Int
Volume: 2019
Pages: 3238719
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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