Development of neural regeneration therapy by gene transfection of neuronal circuit formation factor LOTUS

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03342
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: TAKEI Kohtaro 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (40202163)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: LOTUS / 脊髄損傷 / 遺伝子導入 / アデノ随伴ウイルス / タンパク質製剤 / 神経再生

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to develop a new regenerative medicine technology utilizing the physiological function of LOTUS, an endogenous substance that suppresses the main factors that prevent the regeneration of the central nervous system (CNS). However, LOTUS is significantly downregulated when the CNS is damaged, resulting in the loss of its antagonistic effects on the factors preventing regeneration. In this study, we attempted to construct a regenerative medicine technique to compensate for the decreased expression of LOTUS by introducing purified LOTUS protein and the LOTUS gene by adeno-associated virus in an animal model of spinal cord injury. When recombinant purified LOTUS protein or the LOTUS gene was administrated to the affected area, behavioral and histological analyses revealed significant functional improvement. The data indicate that LOTUS replacement therapy is effective in improving function in spinal cord injury.

Free Research Field

神経系の発生と再生

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によってマウス脊髄損傷に対する精製LOTUSタンパク質投与及びAAV-LOTUS投与の有効性が確認された。これは、機能再建が極めて困難である脊髄損傷に対する新たな有望治療法の提案に該当する。中枢神経系は損傷後の機能再建は非常に困難であるが、多種の再生阻害因子を標的とした治療法で奏功したものは未だ存在しない。LOTUSは脊髄損傷などの損傷によって発現が激減するため、減少したLOTUSを補充するタンパク質製剤投与や遺伝子導入が有効となる。更にLOTUSの安全性も確認された。これらより、LOTUSの補充療法のヒトでの治療効果や安全性が十分に想定され、本治療法の社会実装が期待される。