2009 Fiscal Year Annual Research Report
光感受性分子の遺伝子導入による新たな視覚系構築と再生医工学研究領域の創成
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21200022
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
玉井 信 Tohoku University, 大学院・医学系研究科, 名誉教授 (90004720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 一之 前橋工科大学, 工学部, 教授 (30203326)
富田 浩史 東北大学, 国際高等研究教育機構, 准教授 (40302088)
菅野 江里子 東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (70375210)
砂金 ひとみ 東北大学, 国際高等研究教育機構, 技術補佐員 (30400451)
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| Keywords | チャネルロドプシン / 網膜色素変性症 / 空間周波数特性 / コントラスト感度 / アデノ随伴ウイルスベクター / 視覚再生 |
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| Research Abstract |
緑藻類クラミドモナス由来のチャネルロドプシン-2(ChR2)をアデノ随伴ウイルスベクターを用いて網膜神経節細胞に導入することによって視機能を回復させることが明らかになっている。しかし、ChR2の波長感受性が青色に限定されているために、その他の色(緑、赤)を見ることができない。我々はChR2を改変し緑感受性(ChRWR)、ボルボックス由来ChRを改変し赤感受性(ChRYR)のChRの作製に成功している。本研究では、ChR2の遺伝子導入によって得られる視覚特性ならびにこれら3種のChRを導入することによって遺伝盲ラットの波長感受性を増大できるかどうかを明らかにすることを目的とした。神経節細胞への導入によってどの程度の視力が得られるかを調べる目的で、神経節細胞に特異的に発現するトランスジェニック(TG)ラットを作製し、行動学的に視力、コントラスト感度を調べた。
ChR2の遺伝子導入によって得られる視覚特性を調べる目的で網膜神経節細胞に特異的にChR2を発現するトランスジェニック(TG)ラットを作製した。得られたTGラットでのChR2の発現は系統により様々な発現を示した。今回の目的に合致した網膜神経節細胞のみに発現が見られた系統のみを用い、オプトモーターによる空間周波数特性、コントラスト感度を調べた。視細胞を正常に持つTGラットの空間周波数特性、コントラスト感度はワイルドタイプのラットと同等の特性を示した。一方、TGラットの視細胞のみを連続光照射によって変性させ、ChR2によって得られる視覚特性を調べたところ、予想に反して、コントラスト感度の上昇が確認された。
以上の結果から、ChR2を発現する神経節細胞によって、青色に限定すると、正常と同等の空間周波数特性と高いコントラスト感度が得られることが明らかとなった。
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[Journal Article] Visual Properties of Transgenic Rats Harboring the Channelrhodopsin-2 Gene regulated by the Thy-1.2 Promoter2009
Author(s)
Tomita H, Sugano E, Fukazawa Y, Isago H, Sugiyama Y, Hiroi T, Ishizuka T, Mushiake H, Kato M, Hirabayashi M, Shigemoto R, Yawo H, Tamai M
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Journal Title
PLoS ONE 4(11)
Pages: e7679
Peer Reviewed
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[Journal Article] Molecular imaging reveals unique degenerative changes in experimental glaucoma2009
Author(s)
Imamura K., Onoe H., Shimazawa M., Nozaki S., Wada Y., Kato K., Nakajima H., Mizuma H., Onoe K., Taniguchi T., Sasaoka M., Hara H., Tanaka S., Araie M., Watanabe Y.
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Journal Title
Neuroreport 20(2)
Pages: 139-144
Peer Reviewed
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[Presentation] Central changes in Experimental Glaucoma2009
Author(s)
Imamura K, Onoe H, Shimazawa M, Nozaki S, Mizuma H, Wada Y, Onoe K, Ishii K, Mayama C, Taniguchi T, Sasaoka M, Yamanaka H, Hara H, Tanaka S, Araie M, Watanabe Y
Organizer
国際生理学会世界大会
Place of Presentation
京都
Year and Date
2009-08-01
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[Presentation] Visual Function of Wild Type and Channelrhodopsin-2 Transgenic Rats2009
Author(s)
E.Sugano, H.Tomita, H.Isago, H.Yawo, Y.Fukazawa, R.Shigemoto, T.Hiroi, M.Kato, M.Hirabayashi, M.Tamai
Organizer
Association for Research Vision and Ophthalmology
Place of Presentation
Ft.Lauderdale, FL, US
Year and Date
2009-05-03
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