遺伝子治療による神経保護・再生を活用した緑内障の治療研究

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K09820
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: 木村 敦子 公益財団法人東京都医学総合研究所, 疾患制御研究分野, 研究員 (60569143)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 緑内障 / 遺伝子治療 / 神経保護

Outline of Annual Research Achievements

緑内障は視神経軸索が障害を受け、その細胞体である網膜神経節細胞（RGC）が死に至ることで、視野障害が起きる神経変性疾患である。近年ではRGC死よりも前に、軸索終末や樹状突起の退縮が起こり、神経回路が切断されることが発症原因とも考えられている。したがって、軸索と樹状突起を再生させ、神経回路を再構築すれば、一度低下した視機能が回復する可能性が推察される。本研究では視神経挫滅モデルを用いてTrkBシグナル増強による軸索および樹状突起の保護・再生のメカニズムを追求し、AAV2-CA-TrkBによる遺伝子治療の有効性を検討した。
TrkBシグナル活性を厳密に制御する遺伝子ベクターを作製するため、SspBおよびiLIDを用いた。両分子は、470nmの青色光の刺激により光刺激により2量体を形成するため、SspB融合iTrkBおよびファルネシル化iLIDを発現した細胞は、光刺激によりiTrkBが膜局在型に変化してシグナルを活性化することが可能である。すでに培養細胞を用いた実験では、15minの光刺激によりERK活性が増大することを確認している。
一方、ミトコンドリアを一過性にラベルするためのベクター作製も進めてきた。このベクターでは、ミトコンドリア局在化シグナルを付与したGFPをTetOnシステムの制御下で誘導発現する。すでに培養細胞を用いた実験から、Dox投与の３時間後にはGFPの誘導発現が確認された。
また、活性型TrkB分子を活用した遺伝子治療による神経軸索再生の成果について、国際的な科学雑誌であるMolecular Therapy（2023年）に掲載された。

Research Products

• [Journal Article] Effects of constitutively active K-Ras on axon regeneration after optic nerve injury. (2023)
  • Author(s): Kiyota, N., Namekata, K.*, Nishijima, E., Guo, X., Kimura, A., Harada, C., Nakazawa, T., Harada, T.
  • Journal Title: Neuroscience Letters Volume: 4 Pages: 137124
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2023.137124
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Vision protection and robust axon regeneration in glaucoma models by membrane-associated Trk receptors. (2023)
  • Author(s): Nishijima, E., Honda, S., Kitamura, Y., Namekata, K., Kimura, A., Guo, X., Azuchi, Y., Harada, C., Murakami, A., Matsuda, A., Nakano, T., Parada, L.F., Harada, T.
  • Journal Title: Molecular Therapy Volume: 31 Pages: 810-824
  • DOI: 10.1016/j.ymthe.2022.11.018.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ASK1 signaling regulates phase specific glial interactions during neuroinflammation. (2022)
  • Author(s): Guo, X., Kimura, A., Namekata, K., Harada, C., Arai, N., Takeda, K., Ichijo, H., Harada, T.
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A. Volume: 119 Pages: e2103812119
  • DOI: 10.1073/pnas.2103812119.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of lighting environment on the degeneration of retinal ganglion cells in glutamate/aspartate transporter deficient mice, a mouse model of normal tension glaucoma. (2022)
  • Author(s): Ohashi, T., Namekata, K.*, Guo, X., Kimura, A., Harada, C., Harada, T
  • Journal Title: Biochemistry and Biophysics Reports Volume: 29 Pages: 101197
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2021.101197
  • Peer Reviewed / Open Access